[pt] Investigamos as propriedades ópticas de sistemas compostos por nanoilhas de
ouro (Au) funcionalizadas com biotina, na superfície de monolitos de xerogéis de
sílica (SiO2), visando desenvolvere uma plataforma para biossensores baseados na
Ressonância de Plasmon de Superfície Localizada (LSPR), devido à sua elevada
sensibilidade a alterações no ambiente químico próximo. Os xerogéis foram
sintetizados por meio de um processo de sol-gel de catálise em duas etapas. Uma
solução de água deionizada, etanol e tetraetil ortossilicato foi misturada sob
agitação magnética a frio, com uma proporção molar de 8,5:3,5:1, e soluções de
ácido clorídrico e hidróxido de amônio foram utilizadas como catalisadores para
hidrólise e condensação, respectivamente, em moldes de polipropileno. Os géis
foram envelhecidos nos moldes e convertidos em xerogéis por secagem a 600 graus C em
um forno. Foi depositado um filme de Au de 20 nm na superfície dos xerogéis por
sputtering. Em seguida, os xerogéis de sílica com filme de ouro (Au@SiO2) foram
submetidos a um tratamento térmico em forno elétrico, para criar as nanoilhas de
Au. Observou-se uma mudança de coloração, de azul para rosa, característica das
AuNPs. Em seguida, os sistemas AuNP@SiO2 xerogéis foram funcionalizados em
dois passos consecutivos com cisteamina (CA) e N-hidroxissuccinimidobiotina
(NHSB) para a detecção de avidina em meio aquoso. O par biotina-avidina é um
sistema amplamente conhecido para testar biossensores, devido à sua alta
especificidade e sensibilidade muito baixa. O processo de funcionalização foi
monitorado por absorbância óptica UV-vis para cada passo. Soluções aquosas com
concentrações de avidina (10(-6) M, 10(-7) M, 10(-8) M, 10(-9) M e 10(-10M) foram utilizadas
para testar a detecção e a sensibilidade. Observou-se um deslocamento médio de 52
nm na absorbância de todas as concentrações testadas, indicando que este sistema
é promissor para aplicações em biossensores plasmônicos. / [en] In this study, the optical properties of systems composed of biotin-functionalized
gold nanoislands on the surface of silica xerogel monoliths (SiO2) were
investigated, aiming to develop an inorganic and inert solid platform for biosensors
based on Localized Surface Plasmon Resonance (LSPR) due to their high
sensitivity to changes in the nearby chemical environment. The silica xerogels were
synthesized through a two-step catalytic sol-gel process, where a solution of
deionized water, ethanol, and tetraethyl orthosilicate was mixed under cold
magnetic stirring, with a molar ratio of 8.5:3.5:1, and solutions of hydrochloric acid
and ammonium hydroxide were used as catalysts for hydrolysis and condensation,
respectively, in polypropylene molds. Later, the gels were aged in molds and
converted to xerogels by drying at 600 C degrees in an oven. To create the gold nanoislands,
a thin film of 20 nm Au was deposited on one of the top surfaces of the xerogels by
sputtering, and then the Au@SiO2 xerogels were subjected to heat treatment in an
electric furnace. A color change of the samples from blue to pink was observed,
characteristic of gold nanoparticles. Then, the AuNP@SiO2 xerogel systems were
functionalized in two consecutive steps with cysteamine (CA) and N-hydroxysuccinimide-biotin (NHSB) for the detection of avidin in an aqueous
solution. The biotin-avidin pair is a well-known system for testing biosensors, due
to its high specificity and very low sensitivity. The functionalization process was
monitored by UV-Vis optical absorbance for each step. Aqueous solutions with
concentrations of avidin (10(-6) M, 10(-7) M, 10(-8) M, 10(-9) M and 10(-10) M) were used to
test detection and sensitivity. An average shift of 52 nm was observed in the
absorbance spectrum of all tested concentrations, indicating that this system is a
promising structure for plasmonic biosensor applications.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:puc-rio.br/oai:MAXWELL.puc-rio.br:62975 |
| Date | 22 June 2023 |
| Creators | WANESSA AFONSO DE ANDRADE |
| Contributors | ISABEL CRISTINA DOS SANTOS CARVALHO |
| Publisher | MAXWELL |
| Source Sets | PUC Rio |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | TEXTO |
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