Sistemas duplamente auto-organizados de nanopartículas de látex e prata para utilização em sensores do tipo SERS

Abstract

A sensibilidade limitada e a dificuldade em obter um sinal reprodutível são dois dos principais desafios que impedem a aplicação prática dos substratos SERS. As nanopartículas de látex apresentam alta monodispersidade, uma característica crucial para a formação espontânea de macrocristais ordenados, que podem ser utilizados em aplicações ópticas. Essas partículas surgem como uma alternativa para a preparação de substratos auto-organizados mais estáveis para Espectroscopia Raman de Superfície Aprimorada (SERS). Arranjos nanostruturados são altamente valorizados para a preparação de substratos SERS devido à sua excelente estabilidade e reprodutibilidade do sinal. Neste estudo apresentamos uma nova abordagem para fabricar substratos SERS ativo a partir de nanofilmes de látex e prata duplamente auto-organizados, possuindo alta sensibilidade ao analito. O método de preparação dos substratos SERS utilizado é econômico, fácil de operar e boa reprodutibilidade, além de reduzir a quantidade de reagentes e amostras e ao tempo de processamento e detecção. Esse método não apenas é rápido e eficiente, mas também apresenta excelentes perspectivas de aplicação. Além disso, o substrato se destaca pela capacidade de utilizar diferentes fontes de lasers de excitação, o que pode potencialmente melhorar a detecção de analitos em traços. A distribuição das AgNPs e sua localização nas bordas das nanopartículas de látex ajudam a criar hot spots de campo eletromagnético altamente densos, aumentando a interação entre o analito e o substrato e, consequentemente, melhorando os sinais de detecção do analito adsorvido na superfície do substrato. O limite de detecção para R6G nos substratos SERS foi de 0,5 ppb, com um AEF de até 83000 vezes. Foi possível detectar melamina em concentrações de até 100 ppb, e os substratos demonstraram uma estabilidade de 90 dias. A uniformidade macroscópica dos substratos garantiu a reprodutibilidade dos sinais SERS, tornando-os candidatos ideais para aplicações SERS.