Janus MoSSe monocapa, un compuesto de molibdeno, azufre y selenio desarrollados en Rice University, es experto en detectar biomoléculas mediante espectroscopía Raman mejorada en la superficie. Su naturaleza no metálica ayuda a reducir el ruido de fondo en la señal. Crédito:Lou Group / Rice University
Un bocadillo de molibdeno, El azufre y el selenio resultan deliciosamente útiles para detectar biomoléculas.
Las pruebas en la Escuela de Ingeniería Brown de la Universidad de Rice de un compuesto Janus bidimensional mostraron que podría ser una plataforma universal y eficaz para mejorar la detección de biomoléculas a través de la espectroscopia Raman mejorada en la superficie (SERS).
El uso de glucosa para probar el material demostró su capacidad para aumentar su factor de mejora Raman en más de 100, 000 veces, que, según los investigadores, es comparable al factor de mejora más alto reportado para sustratos 2-D.
SERS es una técnica establecida que permite la detección e identificación de pequeñas concentraciones de moléculas, o incluso moléculas individuales, que se acercan o son adsorbidas por superficies metálicas. incluyendo nanopartículas. A menudo se usa para detectar proteínas a nanoescala en fluidos corporales, ayudando a detectar enfermedades y determinar tratamientos, y en análisis medioambiental.
Pero los medios metálicos SERS a menudo provocan reacciones secundarias que crean ruido de fondo. Janus MoSSe sintetizado en Rice no es metálico. "Este trabajo aborda principalmente si podemos mejorar la fuerza de la señal de las moléculas objetivo, ", dijo el científico de materiales e investigador principal Jun Lou. Queríamos saber si podíamos hacer que se destacara del ruido de fondo".
Un modelo creado en la Universidad de Rice ilustra la distribución de carga en la glucosa. La región de color azul claro muestra la distribución de la nube de electrones en una sola molécula de glucosa. Las regiones púrpuras muestran la drástica redistribución de la carga cuando se anclan a Janus MoSSE y se detectan mediante espectroscopía Raman mejorada en la superficie. Crédito:Lou Group / Rice University
La respuesta fue claramente sí, como Lou y su equipo informaron en Nanoescala .
MoSSe introducido por el laboratorio Lou en 2017 fue producido por deposición de vapor químico. El molibdeno se encuentra en el medio con una capa de azufre en un lado y otra de selenio en el otro; de ahí la caracterización de Jano de dos caras.
Las diferentes electronegatividades de cada capa la convierten en una superestrella de SERS, dijo el autor principal y ex alumno de Rice, Shuai Jia, un ex estudiante de posgrado en el laboratorio de Lou.
"El dipolo creado entre el azufre superior y el selenio inferior aterriza fuera del plano, y esto crea un campo eléctrico unos nanómetros más allá del MoSSe, "Dijo Jia. Ese campo interactúa con moléculas que se acercan, mejorando su intensidad vibratoria lo suficiente como para ser detectado.
Los investigadores observaron que las pruebas con MoSSe también detectaron moléculas del neurotransmisor dopamina y que el sustrato debería ser adaptable para detectar otras moléculas.
Lou dijo que hay margen de mejora. "Estamos buscando híbridos de MoSSe con algunas nanopartículas metálicas, y también tratando de mejorar la fuerza del dipolo, " él dijo.
