Artigo Sensor SPR

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Aspectos de construção de um biochip de ressonância de plasmon de superfície de fibra óptica
Aluna: Ana Cristina Silva Gomes
Professora: Rossana Moreno
resumo
O presente artigo aborda características de construção de um biochip SPR.
A ressonância de plásmon de superfície (SPR) é um efeito físico bastante conhecido e empregado em biossensores ópticos.
Suas vantagens foram observadas desde o seu primeiro uso em 1983 para detecção de gás, a partir de então, foi classificado como uma boa ferramenta no monitoramento de interações biomoleculares em diversas aplicações, entre elas biossensores ópticos, com alta sensibilidade e seletividade e tempo de resposta rápida.
Geralmente são empregados 2 modos de interrogação: AIM e WIM.
No modo AIM, o comprimento de onda da luz incidente é fixo e o ângulo de incidência é variado.
No modo WIM, o ângulo de incidência é mantido constante e a condição de acoplamento depende e varia com o comprimento de onda.
Os biossensores SPR de fibras ópticas apresentam vantagens em relação as demais configurações, como por exemplo, miniaturização e possibilidade de uso em ambiente hostil com boa confiabilidade e desempenho. 
A primeira etapa para construção da construção de um biossensor SPR consiste na caracterização dos parâmetros da fibra óptica e na metodologia de preparação do elemento sensor, levando em consideração os materiais adequados para um bom desempenho.
Nas simulações foram utilizados as equações de Fresnel multicamadas.
O dispositivo proposto, consistiu em um sistema de três camadas com materiais de substratos ópticos: polimetilmetacrilato (PMMA), policarbonato (PC), e metais (cobre, ouro e prata).
Foram utilizadas duas fontes de laser (532 nm e 685 nm) no modo AIM, no qual o biochip foi imerso em um solução aquosa.
Para o laser de 532 nm, os melhores resultados foram obtidos quando a prata foi usada como camada de metal para substratos de PMMA e PC, sendo a melhor curva SPR obtida quando a espessura do metal é de 70 nm, no qual o ponto de ressonância se aproxima de zero.
 
Para o laser de 685 nm, todos os metais apresentaram bons resultados para as curvas SPR.
Foi observado que o biochip de cobre apresentou melhores resultados para um substrato de PMMA e prata para o substrato PC.
Ângulos de ressonância mais altos foram obtidos para simulações usando PMMA como substrato.
Para substratos à base de PC, baixas refletâncias foram obtidas quando a espessura da fina camada de metal é de 70 nm, no entanto para os substratos à base de PMMA, isto ocorre na espessura de 60 nm, exceto para cobre. 
Uma maneira de construir um biossensor SPR de fibra óptica é retirando o revestimento de uma determinada região do substrato e depositando o material metálico sobre ele. Neste caso foi utilizado uma solução química, composta por acetona e álcool isopropílico.
Para o experimento proposto foi utilizada uma fibra óptica plástica (ESKATM: CK80).
Variou-se as quantidades da solução do solvente e o tempo de exposição durante o qual a fibra permanece imersa na solução, encontrando assim, uma maneira de retirar parte do revestimento da fibra com boa viabilidade e eficiência.
Inicialmente foi utilizada acetona não pura (99,77%) e os resultados mostraram danos estruturais à fibra. Variando o tempo, oito minutos foi o tempo no qual se obteve o melhor resultado, onde o revestimento foi facilmente removido sem danificar o núcleo.
Os resultados obtidos para o biochip de fibra óptica SPR proposto mostram que cobre e prata produziram melhores resultados para PMMA e PC com comprimento de onda de luz de 685 nm, de acordo com uma curva ideal de SPR.
Para o comprimento de onda de 532 nm, o biochip à base de prata apresentou o melhor resultado. 
No entanto, para evitar o efeito da oxidação que ocorre quando a prata é utilizada com a solução aquosa, a prata é substituída pelo ouro, que também apresenta boa resposta e apresenta inércia química.
Outra solução consiste na mistura de prata e ouro produzindo uma camada bimetálica com boas características de ambos os metais.
OBRIGADA!
DÚVIDAS?