p Espera-se que os sistemas que permitem a detecção em nível molecular sem rótulo tenham um enorme impacto nas ciências bioquímicas. A pesquisa se concentra em materiais e tecnologias baseadas na exploração do acoplamento de luz com oscilações de carga eletrônica, as chamadas ressonâncias de plasma de superfície localizadas, em antenas metálicas nanoestruturadas. A razão para essa atenção concentrada é sua adequação para detecção de molécula única, decorrentes do volume de detecção intrinsecamente nanoscópico e da alta sensibilidade ao ambiente local. Normalmente, os metais usados ​​para construir essas nanoantenas são ouro ou prata. Acoplar luz efetivamente em plasmons localizados com metais ferromagnéticos como níquel ou cobalto foi por muito tempo considerado impossível na prática. p Alguns anos atrás, uma colaboração entre os grupos de nanomagnetismo e nanoópticos no nanoGUNE demonstrou que as nanoantenas ferromagnéticas suportam plasmons localizados, e, ao mesmo tempo, mostram uma atividade magneto-óptica considerável sob a aplicação de campos magnéticos externos. A ideia de reunir luz e magnetismo em nanoescala usando plasmons levou, na década passada, ao campo de rápido desenvolvimento da magnetoplasmônica para realizar novos e inesperados fenômenos e funcionalidades para a manipulação de luz e / ou estados de spin em nanoescala.

p Agora, uma equipe de pesquisadores do CIC nanoGUNE, em colaboração com pesquisadores da Chalmers University of Technology e da Gothenburg University, descobriram uma nova forma de sensoriamento óptico, usando os efeitos magneto-ópticos de Kerr e Faraday em nanoantenas ferromagnéticas. Eles mostraram recentemente em um trabalho publicado em Nature Communications como a compensação de fase projetada na resposta eletromagnética de nanoestruturas magnetoplasmônicas permite que atuem como sensores ultrassensíveis de nível molecular sem rótulo com altos valores de mérito, viz. ótimas performances de detecção com extraordinária relação sinal-ruído. Mais notavelmente, eles mostraram uma sensibilidade de superfície bruta (isto é, sem aplicar qualquer procedimento de ajuste) de duas ordens de magnitude maior do que os valores atuais relatados para sensores nanoplasmônicos. Essa sensibilidade corresponde a uma massa de 0,8 ag por nanoantena de poliamida-6,6, que é representativo para uma grande variedade de polímeros, peptídeos, e proteínas. Esta prova de conceito abre o caminho para a concepção de um novo tipo de dispositivos práticos, que pode ser ativado magneticamente e controlado para alcançar desempenhos de detecção muito altos até um nível submolecular.

p A descoberta dessas capacidades ultrassensíveis é direcionada principalmente para a biomedicina e diagnósticos como uma forma eficiente de recuperar mais informações de uma quantidade menor de fluidos, como sangue ou urina, bem como para detectar soro de câncer ou para estudar a dinâmica de proteínas na funcionalização de superfície. Além de biossensor, existem também muitas outras aplicações potenciais que não requerem funcionalização de superfície e se beneficiariam enormemente com esta nova abordagem, como detecção química de materiais tóxicos e explosivos, ou aplicações de monitoramento de espessura ultraprecisas.