Pesquisadores da Universidade de Okayama descrevem na revista Optics Express o uso de microscopia química Terahertz (THz) para medir o pH de soluções à base de água com um volume tão pequeno quanto 16 nL. Os resultados são importantes para poder medir as concentrações de pH em soluções de pequeno volume para análises clínicas e ambientais.

Para pesquisa e monitoramento clínico e ambiental, é importante ser capaz de medir as concentrações de pH em soluções de pequeno volume. Contudo, os sistemas convencionais usados ​​para medir a concentração de íons requerem o uso de eletrodos de referência que acabam reduzindo o volume da solução, definir um limite no volume mínimo que é possível analisar.

Agora, Dr.Toshihiko Kiwa e colegas da Escola de Graduação em Ciências Naturais e Tecnologia da Universidade de Okayama, Japão, demonstraram o uso da microscopia química Terahertz (THz) para medir o pH de soluções à base de água com um volume tão pequeno quanto 16 nL. Os resultados são publicados em Optics Express . Este tipo de microscópio possui uma placa sensora com micropoços padronizados que hospedam a solução; um pulso de laser ultrarrápido direcionado na placa de detecção gera uma fotocorrente com modulação ultrarrápida que, por sua vez, emite radiação THz para o espaço livre. Como a amplitude da radiação THz depende da concentração de íons nos micro poços, esse método abre a possibilidade de imagear a concentração de íons sem a necessidade do uso de eletrodos. Isso permite a medição de volumes de solução que seriam muito pequenos para os métodos convencionais.

O microscópio químico THz, que foi desenvolvido por este mesmo grupo em 2007, apresenta um filme fino semicondutor (silício) montado em um substrato de safira que atua como a placa de detecção. Uma camada de óxido se forma naturalmente no filme de silício, fornecer uma camada isolante entre a superfície de silício e a solução. Os pesquisadores adicionaram uma resina no topo da camada de óxido e usaram técnicas fotolitográficas convencionais para padronizar micro poços nela, obtenção de poços com volume de 16 nL. Eles também otimizaram os pulsos de laser para estabilizar o sinal, e integrar esse método ao microscópio faz parte dos próximos passos que os pesquisadores pretendem dar.

Pensando nas direções futuras que a equipe está interessada em explorar, o autor diz que "tentaremos a integração para detecção de multi-íons e redução do tamanho do ponto de laser para melhorar a precisão da microscopia química THz."