Study of the determining factors for the development of effective and economic SERS sensors

• Autores: Hernández García, Yulán, Saldaña, Angeline S., Sifuentes, Jorge Ricardo, Galarreta, Betty Cristina
• Formato: artículo
• Fecha de Publicación: 2018
• Institución: Universidad Nacional de Ingeniería
• Repositorio: Revista UNI - Tecnia
• Lenguaje: español
• OAI Identifier: oai:oai:revistas.uni.edu.pe:article/560
• Enlace del recurso: http://www.revistas.uni.edu.pe/index.php/tecnia/article/view/560
• Nivel de acceso: acceso abierto
• Materia: SERS; nanopartículas; oro; plata; metabolitos; café

Nanotechnology has provided endless tools to improve detection systems in the most diverse fields of science. One of those tools is the development of surface enhanced Raman spectroscopy (SERS) that promotes the amplification in 8-10 orders of magnitude of the Raman signals obtained by conventional methods. However, the success of this analytical technique depends on many factors such as the core material of the nanoparticles, their morphology and the adsorption pattern of the analytes on the metal surface, aspects that are not always considered when designing this type of sensors. This work has focus on the effect of these features using a reference molecule such as methylene blue (MB) and two coffee metabolites, trigonelline and chlorogenic acids (CGAs), known as potential quality markers of this agricultural product so important in Peru. Herein, we reported higher Raman signals when using silver nanostructures over their gold homologues, and nanotriangles show better results than nanospheres of the same material, due to the non-homogeneous distribution of the electromagnetic field described for anisotropic structures. Lastly, when the two coffee metabolites were evaluated, only one of them induced an increase of its respective signals, which proves the great influence of the interaction between the analysed molecule and the metal, as the adsorption may hinder some of its vibrational modes, diminishing its applicability.
La nanotecnología ha aportado a la ciencia un sinfín de herramientas para la mejora de los sistemas de detección que pueden aplicarse en los más diversos campos. Una de esas herramientas es la aparición de la espectroscopía Raman amplificada en superficie (SERS por sus siglas en inglés), que ha permitido aumentar en 8-10 órdenes de magnitud las señales obtenidas mediante la técnica tradicional. Sin embargo, el éxito de esta técnica analítica depende de muchos factores como el material del que están formadas las nanopartículas, de su morfología e incluso de la adsorción de los analitos sobre las mismas, aspectos que no siempre se tienen en cuenta a la hora de diseñar este tipo de sensores. En este trabajo se ha explorado la influencia de estos factores mediante el uso de una molécula modelo como el azul de metileno (MB) y dos metabolitos del café, trigonelina y ácidos clorogénicos (CGAs), conocidos por ser potenciales marcadores de calidad de este producto agropecuario tan importante en el Perú. Así, mediante los experimentos que aquí se presentan, se ha podido determinar la mejor señal obtenida al comparar nanoestructuras de plata y oro, así como para las señales obtenidas con triángulos versus esferas del mismo material, debido a la distribución no homogénea del campo electromagnético descrito para nanoestructuras anisotrópicas. Por último, al analizar los dos metabolitos seleccionados, se pudo observar como sólo en uno de los dos casos, se produce un aumento de las señales respectivas, lo cual demuestra la gran influencia de la interacción entre la molécula y la superficie del metal, ya que esta adsorción puede limitar alguno de los modos vibracionales de la molécula en cuestión, disminuyendo su aplicabilidad.