UNA NUEVA FIGURA DE MÉRITO PARA EVALUAR EL FACTOR DE INCREMENTO SERS DE AGREGADOS DE NANOPARTÍCULAS DE ORO

La Plata

Congreso; XXII Congreso Argentino de Fisicoquimica y Química Inorgànica; 2021

Universidad Nacional de la PlataPa

os agregados de nanopartículas de oro (Au NPs) son una de las nanoestructuras más empleadas como sustratos coloidales en la espectroscopia SERS (del inglés, Surface Enhanced Raman Spectroscopy), principalmente debido a su capacidad para generar enormes incrementos de campo cercano. Sin embargo, las definiciones disponibles para determinar el factor de incremento (FI) tales como AEF (del inglés, Analytical Enhacement Factor), entre otras; exhiben limitaciones importantes para describir adecuadamente el desempeño cuantitativo y calidad de plataformas SERS. En este resumen, se presenta una nueva figura de mérito denominada Factor de Incremento de la Concentración Activa (FICA) para evaluar el FI SERS de agregados de Au NPs. Los valores obtenidos de FICA se compararon con los de AEF y cálculos teóricos de factor de incremento (EFEF, del inglés, Electromagnetic Field Enhacement Factor).Resultados y Conclusiones La clave de esta nueva figura de mérito es calcular la concentración activa SERS de analito (C_(SERS activa)). es decir, la cantidad activa de moléculas que contribuyen significativamente a la señal SERS. Para ello, se fabricaron Au NPs de 55±5 nm de diámetro que luego, mediante interacciones con diferentes concentraciones (10-9-10-12M) de dopamina (DA) se agregaron. A partir de simulaciones electrodinámicas de los espectros de extinción de los respectivos agregados de Au NPs se determinaron las fracciones de estos siendo, monómeros, dímeros y trímeros las estructuras predominantes. Posteriormente con el valor de las fracciones y usando un modelo matemático se calcularon las concentraciones molares de cada nanoestructura involucrada. Teniendo en cuenta estas concentraciones y considerando que 1 molécula de DA localizada en la región interpartícula es la que determina el incremento SERS de cada agregado se determinó la C_(SERS activa). Estos valores estuvieron en el orden picomolar, independientemente de la cantidad de DA agregada. Por último, los valores de C_(SERS activa) se utilizaron para calcular el FICA (del orden 1010). Comparando los resultados obtenidos utilizando FICA y AEF, se demostró que los valores de AEF dependen en gran medida de la concentración analítica de DA, mientras que, los valores de FICA son prácticamente independientes a esta. Estos resultados indican que FICA constituye un parámetro más confiable que AEF para determinar el FI y muestra mejoras significativas para caracterizar el rendimiento SERS de un dado sustrato. Se encontró que los valores de EFEF obtenidos para los dímeros de Au NPs muestran un excelente acuerdo con los datos experimentales proporcionados por FICA y que además, el FI producido por trímeros de Au NP es insignificante con respecto al de los dímeros Au NP