A extrema precisão e velocidade dos arremessos de longa distância de Stephen Curry de três pontos da NBA são bem conhecidas pelos fãs de basquete em todo o mundo, mas precisão e velocidade também são foco de pesquisa em testes bioquímicos. Dr. Yen Ta-Jen, professor do Departamento de Ciência e Engenharia de Materiais da Universidade Nacional de Tsing Hua, Taiwan, publicou um artigo sobre espalhamento Raman de ressonância de superfície UV profunda (DUV-SERRS) no Journal of the Sociedade Americana de Química , em que revisa concepções sobre difração de luz criando também uma aplicação espectral rápida e precisa. Atualmente, está passando por ensaios clínicos para uso em triagem rápida de câncer e outras doenças, e também tem aplicações potenciais em áreas como triagem de genoma, engenharia biomédica, síntese de polímeros, forense, segurança ambiental e alimentar, produtos farmacêuticos e análise de materiais.
Dr. Yen explica a tecnologia chave para alterar a difração de luz normal referindo-se à abertura e fechamento de uma cortina de janela. Quando a persiana está fechada, impede a entrada de luz no quarto, fazendo com que escureça. No entanto, com o substrato que o Dr. Yen desenvolveu, a luz não é impedida por tais obstáculos, tornando-se mais brilhante. Dr. Yen disse que seu avanço é o resultado de 18 anos de pesquisa sistemática e contínua. Cavidades geométricas em nanoescala feitas em um substrato de placa de alumínio de cristal único fazem com que a luz se comporte de uma maneira que normalmente não acontece - isso é difração ressonante, o que torna possível desenvolver aplicações de detecção simples, rápidas, repetíveis, sem rótulos e ultra-sensível. Além disso, enquanto os outros substratos relatados em documentos SERRS têm apenas um a quatro picos Raman, o substrato projetado pelo Dr. Yen tem sete a nove, o que melhora muito os resultados.

Entre as muitas aplicações dos detectores estão o monitoramento de poluição, segurança alimentar, biomedicina e investigações de cenas de crime; entre os muitos métodos de detecção está o infravermelho. A espectroscopia Raman é não invasiva e menos suscetível que o infravermelho a interferências externas de substâncias como água e dióxido de carbono, mas não é tão sensível. Além disso, a seção transversal do espalhamento Raman é pequena, portanto sua análise por espectroscopia requer um grande número de amostras, o que dificulta a aplicação prática.

Nos últimos anos, os pesquisadores desenvolveram uma técnica chamada espalhamento Raman aprimorado de superfície (SERS), que usa ressonância plasmônica de superfície localizada para melhorar a sensibilidade de detecção em ordens de magnitude por meio da interação de luz e matéria. Mas para a detecção de moléculas isoladas, a tecnologia SERS ainda está longe de ser suficiente, o que levou o Dr. Yen a apresentar uma solução inovadora, que consiste em aumentar a frequência de excitação da ressonância plasmônica de superfície para induzir o efeito de espalhamento da ressonância Raman. Desta forma, ele conseguiu desenvolver uma técnica de espalhamento Raman ressonante de superfície (SERRS) que pode atingir a banda ultravioleta profunda (DUV, comprimento de onda de 266 nm).

Esta tecnologia de detecção única e ultrassensível não possui rótulos e possui um forte campo eletromagnético local e efeito de transferência de carga, de modo que pode detectar uma gama extremamente ampla de substâncias, incluindo ácido nucleico, proteínas, substâncias químicas, raios ultravioleta em espaço, e até mesmo a pólvora usada na Guerra Ucraniano-Rússia. Mesmo com o monômero adenina (base A), com espessura de apenas 1 nm, seu fator de aprimoramento Raman pode chegar a 10 ⁶ vezes na banda ultravioleta profunda, estabelecendo um novo recorde mundial. O sinal SERRS muito aprimorado do 12-mer ss-DNA proposto pela primeira vez pelo Dr. Yen é adequado para uso com todos os tipos de bases de ácido nucleico, bem como suas mutações sequenciais; esta mutação medida demonstra uma relação linear com a quantidade de sua base A, que pode ser usada como uma aplicação de detecção quantitativa.

Esta tecnologia inovadora está agora a ser rigorosamente testada em ensaios clínicos. Ao mesmo tempo, o Dr. Yen está desenvolvendo uma versão de baixo custo que pode ser usada pelos consumidores para testar produtos quanto a níveis excessivos de produtos químicos agrícolas residuais. + Explorar mais

Um substrato SERS altamente sensível para detecção de gás