Biossensores de grafeno altamente sensíveis com base na ressonância de plasmão de superfície
p Fig. 1 O modelo N-Layer para biossensor de ressonância plasmônica de superfície (SPR):prisma | Au (50 nm) | grafeno (L 0,34 nm) | meio de detecção, onde L é o número de camadas de grafeno, e z0 =100 nm é a espessura da camada de biomolécula.
p Adicionar algumas camadas de grafeno ao biossensor SPR de filme de ouro convencional aumentará drasticamente sua sensibilidade. A sensibilidade aprimorada vem do aumento da adsorção de biomoléculas da camada de grafeno e da modificação óptica da camada de grafeno para o SPR. p Biossensores de ressonância plasmônica de superfície (SPR) são sensores ópticos, que usam ondas de polariton de plasma de superfície para sondar as interações entre biomoléculas e a superfície do sensor. Na configuração de biossensor SPR convencional, uma fina película metálica é revestida em um lado do prisma, separando o meio de detecção e o prisma. O filme metálico é normalmente feito de metais nobres, como ouro e prata, que suportam a propagação do polariton de plasmon de superfície em frequências de luz visível. Mas, O ouro é geralmente preferido porque tem boa resistência à oxidação e corrosão em diferentes ambientes.
p Contudo, as biomoléculas são pouco adsorvidas no ouro. Esta desvantagem limita a sensibilidade do biossensor SPR convencional.
p Uma maneira atraente de melhorar a sensibilidade do biossensor SPR é funcionalizar o filme de ouro com elementos de reconhecimento biomolecular (BRE), a fim de aumentar a adsorção de biomoléculas na superfície do ouro.
p Fig. 2 (a) As curvas de ressonância de plasmão de superfície para o biossensor convencional (L =0) (linhas pretas finas) e o biossensor de grafeno monocamada (L =1) (linhas grossas azuis) para luz laser He-Ne (λ0 =633 nm):prisma (1.723) | Au (50 nm, 0,1726 + i 3,4218) | grafeno (L × 0,34 nm, 3 + i 1.149106) | água (1,33) antes (linhas tracejadas) e depois (linhas sólidas) da adsorção de biomoléculas, assumindo a mesma mudança de índice de refração ∆n =0,005. (b) O aumento de sensibilidade ∆SRIL / SRI0 como uma função do número de camadas de grafeno L.
p Aqui, propomos o uso de grafeno como BRE, onde uma folha de grafeno é revestida na superfície de ouro na configuração de biossensor SPR convencional. Grafeno sobre Au (111) foi proposto e fabricado recentemente, que é mostrado adsorver biomoléculas de forma estável com estruturas em anel à base de carbono (por exemplo, ssDNA).
p Esta propriedade especial do grafeno permite uma maior mudança no índice de refração próximo ao grafeno | interface do meio de detecção do que a do biossensor SPR convencional. Além disso, o revestimento da superfície do ouro com grafeno também irá modificar a constante de propagação do polariton de plasmon de superfície (SPP); assim, altere a sensibilidade à alteração do índice de refração.
