Nanotecnologia

Sensor óptico detecta uma única molécula

Sensor óptico detecta uma única molécula
[Imagem: Y. Zhang/Rice University]

Sensor óptico molecular

Um novo sensor em nanoescala amplifica a assinatura óptica de moléculas individuais até 100 bilhões de vezes.

Essa "assinatura óptica" refere-se à forma particular com que cada molécula reage à luz, o que dá informações precisas sobre sua composição.

"O sensor de moléculas ideal deve ser capaz de identificar qualquer molécula individual desconhecida sem qualquer informação prévia sobre a estrutura ou composição da molécula," explica a professora Naomi Halas, da Universidade Rice, nos Estados Unidos.

Com esse amplificador óptico, os pesquisadores agora conseguem detectar até moléculas pequenas, com apenas 20 átomos.

O sensor é formado por quatro minúsculos discos de ouro, e um laser é usado para reforçar os fótons reemitidos pela molécula, permitindo a detecção dos sinais muito fracos de uma molécula individual que mergulhe no espaço entre os discos.

Espectroscopia Raman

O sensor óptico molecular baseia-se no princípio da espectroscopia Raman, uma técnica idealizada nos anos 1930, mas que floresceu após o advento dos lasers, na década de 1960.

Com a chegada da nanotecnologia, contudo, está se tornando possível detectar substâncias em nível molecular.

Quando a luz atinge uma molécula, a maioria de seus fótons ricocheteia ou atravessa a molécula, mas uma pequena fração - menos de uma em um trilhão - é absorvida e reemitida em outro nível de energia, que difere do seu nível inicial.

Como têm outra cor, detectar e analisar esses fótons reemitidos dá informações precisas sobre os tipos de átomos em uma molécula, bem como a sua disposição estrutural na molécula.

Bibliografia:

Coherent anti-Stokes Raman scattering with single-molecule sensitivity using a plasmonic Fano resonance
Yu Zhang, Yu-Rong Zhen, Oara Neumann, Jared K. Day, Peter Nordlander, Naomi J. Halas
Nature Communications
Vol.: 5, Article number: 4424
DOI: 10.1038/ncomms5424




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