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Sanduíche 2D nano é deliciosamente útil para detectar biomoléculas - SciTechDaily

A monocamada Janus MoSSe, um composto de molibdênio, enxofre e selênio desenvolvido na Rice University, é especialista em detectar biomoléculas por meio de espectroscopia Raman com aprimoramento de superfície. Sua natureza não metálica ajuda a reduzir o ruído de fundo no sinal. Crédito: Lou Group / Rice University Os engenheiros da Rice University adaptam o 2D sanduíche à espectroscopia Raman com superfície aprimorada. Um sanduíche de molibdênio, enxofre e selênio acaba por ser deliciosamente útil na detecção de biomoléculas. Testes na Brown School of Engineering da Rice University de um composto Janus bidimensional mostraram que poderia ser uma plataforma eficaz e universal para melhorar a detecção de biomoléculas por meio de espectroscopia Raman de superfície aprimorada (SERS). O uso da glicose para testar o material comprovou sua capacidade de aumentar seu fator de aprimoramento Raman em mais de 100.000 vezes, o que os pesquisadores dizem ser comparável ao fator de aprimoramento mais alto relatado para substratos 2D. O SERS é uma técnica estabelecida que permite a detecção e identificação de pequenas concentrações de moléculas - ou mesmo de moléculas únicas - que se aproximam ou são adsorvidas por superfícies metálicas, incluindo nanopartículas. É frequentemente usado para detectar proteínas em nanoescala em fluidos corporais, ajudando a detectar doenças e determinar tratamentos e em análises ambientais. Um modelo criado na Universidade Rice ilustra a distribuição de carga em glicose. A região azul clara mostra a distribuição das nuvens de elétrons em uma única molécula de glicose. As regiões roxas mostram a redistribuição drástica de carga quando ancorada no Janus MoSSE e detectada por espectroscopia Raman com superfície aprimorada. Crédito: Lou Group / Rice University Mas as mídias metálicas SERS geralmente provocam reações colaterais que criam ruído de fundo. Janus MoSSe sintetizado em Rice não é metálico. `` Este trabalho aborda principalmente se podemos melhorar a força do sinal das moléculas alvo``, disse o cientista de materiais e investigador principal Jun Lou. `` Queríamos saber se conseguiríamos destacar o ruído de fundo. '' A resposta foi claramente sim, como Lou e sua equipe relataram em nanoescala. O MoSSe, introduzido pelo laboratório Lou em 2017, foi produzido por deposição de vapor químico. O molibdênio fica no meio com uma camada de enxofre de um lado e outra de selênio do outro; daí a caracterização Janus de duas faces. As diferentes eletronegatividades de cada camada a tornam uma estrela do SERS, disse o principal autor e ex-aluno de Rice, Shuai Jia, ex-aluno de pós-graduação no laboratório de Lou. `` O dipolo criado entre o enxofre superior e o selênio inferior fica fora do plano, e isso cria um campo elétrico a alguns nanômetros além do MoSSe '', disse Jia. Esse campo interage com moléculas que se aproximam, aumentando sua intensidade vibracional o suficiente para serem detectadas. Os pesquisadores observaram que os testes com MoSSe também detectaram moléculas do neurotransmissor dopamina e que o substrato deve ser adaptável para detectar outras moléculas. Lou disse que há espaço para melhorias. `` Estamos vendo híbridos de MoSSe com algumas nanopartículas metálicas e também tentando aumentar a força do dipolo '', disse ele. Referência: `` Detecção biomolecular por espalhamento Raman de superfície aumentada do dichalcogeneto de metal de transição Janus de monocamada`` de Shuai Jia, Arkamita Bandyopadhyay, Hemant Kumar, Jing Zhang, Weipeng Wang, Tianshu Zhai, Vivek B. Shenoy e Jun Lou, 16 de abril de 2020, em nanoescala . DOI: 10.1039 / D0NR00300J Os co-autores do artigo são os pesquisadores de pós-doutorado Jing Zhang e Weipeng Wang e o estudante de pós-graduação Tianshu Zhai, de Rice, e os pesquisadores de pós-doutorado Arkamita Bandyopadhyay e Hemant Kumar e Vivek Shenoy, o destacado professor de ciência e engenharia de materiais do Eduardo D. Glandt. engenharia mecânica e mecânica aplicada e de bioengenharia, na Universidade da Pensilvânia. Lou é professor de ciência dos materiais e nanoengenharia e de química. A Fundação Welch e a Fundação Nacional de Ciência apoiaram a pesquisa. consulte Mais informação



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