A medida que la medicina y la farmacología investigan los procesos a nanoescala, se ha vuelto cada vez más importante identificar y caracterizar diferentes moléculas. Espectroscopía Raman, una técnica que aprovecha la dispersión de la luz láser para identificar moléculas, tiene una capacidad limitada para detectar moléculas en muestras diluidas debido a su bajo rendimiento de señal.

Un equipo de investigadores de la Universidad de Hyderabad en India ha mejorado la detección molecular a niveles de concentración bajos colocando nanopartículas en nanocables para mejorar la espectroscopia Raman. La espectroscopia Raman mejorada en superficie (SERS) utiliza campos electromagnéticos para mejorar la dispersión Raman y aumentar la sensibilidad en tintes estándar como R6G en más de mil millones de veces.

El equipo decoró nanocables de silicio alineados verticalmente con densidades variables de nanopartículas de plata, utilizando y mejorando la forma tridimensional de la estructura. Sus resultados, publicado en el Revista de física aplicada , muestran que su dispositivo fue capaz de mejorar las señales Raman para la proteína citosina y el perclorato de amonio en un factor de 100, 000.

"La belleza es que podemos mejorar la densidad de estos nanocables usando química simple, "dijo Soma Venugopal Rao, uno de los autores del artículo. "Si tiene una gran densidad de nanocables, puede poner más nanopartículas de plata en el sustrato y puede aumentar la sensibilidad del sustrato ".

La aplicación de las nanoestructuras necesarias a los dispositivos SERS sigue siendo un desafío para el campo. La construcción de estas estructuras en tres dimensiones con nanocables de silicio ha atraído la atención por su mayor superficie y rendimiento superior. pero los nanocables de silicio siguen siendo caros de producir.

En lugar de, el equipo pudo encontrar una forma más barata de fabricar nanocables de silicio y utilizó una técnica llamada grabado sin electrodos para fabricar una amplia gama de nanocables. Ellos "decoraron" estos alambres con nanopartículas de plata con densidades variables y controladas, lo que aumentó la superficie de los nanocables.

"La optimización de estas estructuras alineadas verticalmente tomó mucho tiempo al principio, "dijo Nageswara Rao, otro de los autores del artículo. "Aumentamos la superficie y para ello necesitábamos cambiar la relación de aspecto".

Después de optimizar su sistema para detectar el tinte de rodamina en un nivel nanomolar, Estos nuevos sustratos, el equipo construyó una sensibilidad Raman mejorada en un factor de 10, 000 a 100, 000. Los sustratos detectaron concentraciones de citosina, un nucleótido que se encuentra en el ADN, y perclorato de amonio, una molécula con potencial para detectar explosivos, en concentraciones tan diluidas como 50 y 10 micromolar, respectivamente.

Los resultados le han dado al equipo motivos para creer que pronto será posible detectar compuestos en concentraciones en la escala nanomolar o incluso picomolar. Dijo Nageswara Rao. El trabajo del equipo ha abierto varias vías para futuras investigaciones, de experimentar con diferentes nanopartículas como el oro, aumentando la nitidez de los nanocables o probando estos dispositivos en varios tipos de moléculas.