Investigadores del Instituto de Estructura de la Materia (CSIC) han fabricado y caracterizado nanoestrellas de plata adecuadas para ser usadas como sensores moleculares en fluidos fisiológicos. Las propiedades ópticas de estas nanoestrellas las hacen idóneas para su directa aplicación sin previos procesos de activación.
En los últimos años ha aumentado enormemente el interés por la nanopartículas metálicas (NPs) con prometedoras aplicaciones en diversos campos científicos como la medicina, el medio ambiente, la química y la óptica. Estas nanopartículas interaccionan de manera peculiar con la luz a través de los electrones libres existentes en las mismas. Las oscilaciones de estos electrones, también llamadas plasmones, absorben un determinado tipo de luz dando lugar a colores característicos en las nanopartículas . Este proceso es más eficaz en los metales llamados nobles como el oro, la plata y el cobre.
Como consecuencia de esta interacción se induce una marcada amplificación de fenómenos que tienen que ver con la radiación en las inmediaciones de estas NPs. Entre estos fenómenos está la emisión de radiación Raman, señal característica de cada molécula y que permite la identificación inequívoca de moléculas en las inmediaciones de las NPs. La emisión Raman está compuesta de señales luminosas diferentes que constituyen un auténtico “código de barras” o “huella dactilar” de cada molécula o material. Este fenómeno permite obtener señales Raman de moléculas a concentraciones extremadamente bajas, dando lugar a la técnica espectroscopía Raman intensificada por superficies, conocida como espectroscopía SERS. Para obtener espectros SERS en presencia de NPs de plata o de oro con morfología esférica es necesario someterlas a un proceso previo de agregación. Este tratamiento consiste básicamente en un acercamiento de las mismas y la construcción de espacios interpartícula, donde la amplificación de radiación Raman en máxima. Sin embargo, este proceso de agregación conduce a una consiguiente pérdida de reproducibilidad, no deseada en medidas cuantitativas.
En este contexto, dentro de una estrategia para obtener NPs que produzcan grandes intensificaciones SERS sin necesidad de agregación, Científicos del Instituto de Estructura de la Materia del CSIC han fabricado y caracterizado, por primera vez, nanoestrellas de plata (AgNSs) con un sencillo método de reducción metálica en varias fases. Las afiladas puntas de estas nanoestrellas presentan unas extraordinarias propiedades de intensificación del campo electromagnético de su superficie al ser iluminadas con luz monocromática proveniente de un láser, lo que da lugar a fuertes emisiones Raman de las moléculas de su entorno sin necesidad de ser agregadas previamente.
Los detalles de este trabajo se recogen en el artículo publicado recientemente en el Journal of Physical Chemistry C, donde también se estudia la efectividad de las AgNSs como sensores de fármacos. Los resultados obtenidos apuntan que las AgNSs ofrecen algunas ventajas, puesto que son activas en un intervalo de frecuencias que van desde el azul al infrarrojo próximo, mientras que las nanoestrellas de oro (AuNSs), descritas en la literatura, solo son activas cuando
se usan frecuencias en el infrarrojo próximo. Tampoco se necesita emplear surfactantes que limitarían su uso en espectroscopía SERS.
Referencia Bibliográfica: A. Garcia-Leis, J.V. Garcia-Ramos, S. Sanchez-Cortes. “Silver Nanostars with High SERS Performance”. J. Phys. Chem. C, 117 (2013) 7791-7795. DOI:10.1021/jp401737y
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