Investigadores de la Universidad de Okayama describen en la revista Óptica Express el uso de microscopía química de Terahercios (THz) para medir el pH de soluciones a base de agua con un volumen tan pequeño como 16 nL. Los hallazgos son importantes para poder medir las concentraciones de pH en soluciones de pequeño volumen para análisis clínicos y ambientales.

Para la investigación y el seguimiento clínico y medioambiental, es importante poder medir las concentraciones de pH en soluciones de pequeño volumen. Sin embargo, Los sistemas convencionales utilizados para medir la concentración de iones requieren el uso de electrodos de referencia que terminan reduciendo el volumen de la solución, estableciendo un límite en el volumen mínimo que es posible analizar.

Ahora, El doctor Toshihiko Kiwa y sus colegas de la Escuela de Graduados en Ciencias Naturales y Tecnología de la Universidad de Okayama, Japón, demostraron el uso de microscopía química de Terahercios (THz) para medir el pH de soluciones a base de agua con un volumen tan pequeño como 16 nL. Los resultados se publican en Óptica Express . Este tipo de microscopio tiene una placa sensora con micropocillos estampados que albergan la solución; un pulso láser ultrarrápido dirigido a la placa sensora genera una fotocorriente con modulación ultrarrápida que, Sucesivamente, emite radiación de THz al espacio libre. Debido a que la amplitud de la radiación de THz depende de la concentración de iones en los micropozos, este método abre la posibilidad de obtener imágenes de la concentración de iones sin la necesidad de utilizar electrodos. Esto permite la medición de volúmenes de solución que serían demasiado pequeños para los métodos convencionales.

El microscopio químico THz, que fue desarrollado por este mismo grupo en 2007, presenta una película delgada semiconductora (silicio) montada sobre un sustrato de zafiro que actúa como placa de detección. Se forma naturalmente una capa de óxido en la película de silicio, proporcionando una capa aislante entre la superficie de silicio y la solución. Los investigadores agregaron una resina en la parte superior de la capa de óxido y utilizaron técnicas fotolitográficas convencionales para modelar micropozos en ella. obteniendo pozos con un volumen de 16 nL. También optimizaron los pulsos láser para estabilizar la señal, e integrar este método en el microscopio es parte de los próximos pasos que los investigadores pretenden dar.

Pensando en las direcciones futuras que el equipo está interesado en explorar, el autor dice que "intentaremos la integración de la detección de iones múltiples y la reducción del tamaño del punto del láser para mejorar la precisión de la microscopía química THz".