p A capacidade de vários metais nobres e dielétricos para aumentar a fluorescência foi comparada por pesquisadores do A * STAR, com vista a tecnologias mais sensíveis para criar novas aplicações em biologia e medicina. p A fluorescência ocorre quando um elétron, após a excitação de uma molécula de fluoróforo, volta do estado excitado para o estado fundamental e emite um fóton de luz. Utilizando este fenômeno, rotulagem fluorescente, uma técnica altamente sensível e não destrutiva, permite a ligação a uma região específica ou grupo funcional em uma molécula alvo, como uma proteína ou enzima.

p A rotulagem fluorescente é comumente usada para rastrear compostos biológicos ou químicos em mineralogia, forense, e remédios. Sua aplicação no sequenciamento de DNA, biologia molecular e celular, e a indústria de segurança alimentar também está atraindo um interesse considerável, mas depende da luz emitida por um único fluoróforo, que geralmente é fraco, frustrando sua sensibilidade.

p Isso está impulsionando a busca por tecnologias que amplificam a fluorescência, estimulando Bai Ping e colegas do Departamento de Eletrônica e Fotônica do Instituto de Computação de Alto Desempenho A * STAR Cingapura a comparar as capacidades de aumento de fluorescência de nanopartículas dielétricas e nanopartículas de metal plasmônico de prata e ouro.

p "Anteriormente, metais têm sido usados ​​porque são capazes de confinar a luz em uma pequena área, produzindo um sinal mais forte, "explica Bai." Mas, quando o metal é colocado perto do fluoróforo, parte da luz é reabsorvida pelo metal - chamado de extinção - reduzindo sua capacidade de intensificar a fluorescência. "

p Como os materiais dielétricos não sofrem têmpera, particularmente na faixa de luz visível, eles também foram usados; mas têm capacidades de confinamento mais pobres em comparação com os metais.

p “É necessário um híbrido que combine as vantagens dos dois materiais, "Bai diz." Nosso trabalho compara o desempenho de ambos os materiais, levando em consideração suas estruturas e ambientes operacionais, proporcionando uma comparação objetiva. "

p Por causa das pequenas distâncias entre os materiais e os fluoróforos, uma comparação experimental é muito desafiadora. Os pesquisadores usaram uma simulação baseada em um modelo de nanopartícula de esfera simples, e observou o aumento da fluorescência em um ambiente de ar e água. Isso permitiu que observassem as diferentes características de confinamento físico de cada material.

p "Nossos resultados mostram que no ar o dielétrico é melhor, mas na água os metais têm melhor desempenho, "diz Bai." Isso nos deu conhecimento para explorar novos materiais e estruturas que poderiam combinar as vantagens de ambos os materiais, com potencial para tecnologias mais sensíveis. "