p Um sensor que depende de luz refletida para analisar amostras biomédicas e químicas agora tem maior sensibilidade, graças a um tapete de nanopartículas de ouro. Xia Yu, do A * STAR Singapore Institute of Manufacturing Technology, junto com seus alunos e colegas, determinou o tamanho ideal da nanopartícula para melhorar os sensores de ressonância de plasmon de superfície (SPR). p Esses sensores contêm um prisma com uma face coberta por uma fina película de ouro. Conforme a luz do laser brilha através do prisma, ele reflete principalmente no ouro em um detector. Contudo, se a luz atinge o ouro em um ângulo particular, parte dele se acopla com elétrons no metal para produzir ondas eletromagnéticas chamadas polaritons de plasmon de superfície. Um acoplamento mais forte leva a que menos luz seja refletida em direção ao detector.

p Quando uma amostra de líquido flui através do filme de ouro, ele muda o índice de refração naquela região e altera ligeiramente o ângulo em que a luz chega ao metal. Isso dificulta a formação de polaritons, o que significa que mais luz é refletida em direção ao detector. A variação do ângulo do feixe de laser e o monitoramento da intensidade da luz refletida revelam a composição das amostras que fluem sobre a superfície do metal.

p Outros pesquisadores mostraram que as nanopartículas de ouro podem aumentar a capacidade de resposta do sensor. A luz que chega acende ressonâncias de plasmão localizadas em torno das nanopartículas que se acoplam à superfície do sensor, o que causa mudanças maiores na intensidade da luz refletida. Isso torna o dispositivo mais sensível ao ângulo de chegada da luz e, portanto, capaz de detectar concentrações mais baixas dos produtos químicos testados.

p A equipe de Yu calculou as respostas ópticas de quatro nanopartículas de ouro diferentes - variando em diâmetro de 40 a 80 nanômetros - determinando que seriam mais eficazes quando mantidas cerca de 5 nanômetros acima da superfície do ouro. Os pesquisadores então montaram as diferentes nanopartículas em filmes de ouro usando uma molécula contendo enxofre chamada ditiotreitol, que forneceu a lacuna ideal de 5 nanômetros.

p Os cálculos da equipe sugeriram que o campo elétrico dos polaritons do plasmon da superfície seria centenas de vezes maior quando partículas de 40 nanômetros fossem adicionadas à superfície. "Quanto mais forte o campo elétrico, quanto mais sensíveis os sensores, ", diz Yu. Testes usando diferentes concentrações de soluções de glicerina e formamida confirmaram que as partículas de 40 nanômetros oferecem o maior aumento na sensibilidade." O limite de detecção é pelo menos três ordens de magnitude maior do que os sensores SPR comerciais atuais, "disse Yu.

p Yu agora espera aplicar esta descoberta a sensores ultrassensíveis que podem detectar vestígios de biomarcadores de câncer.