Desenvolvimento de nanoestruturas em superfície metálica (prata) com laser pulsado femtossegundo para aumento de fluorescência

Autor: Vicente S. Mattos, Marcelo Assumpção Pereira da Silva, Fatima M. M. Yasuoka, Francisco Eduardo Gontijo Guimarães, Jarbas Caiado de Castro Neto, Fernanda Rossi Paolillo, Daniel Cavallini
Přispěvatelé: Jarbas Caiado de Castro Neto, Fernanda Rossi Paolillo, Carla Cristina Schmitt Cavalheiro, Antonio Riul Júnior
Rok vydání: 2019
Zdroj: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
Universidade de São Paulo (USP)
instacron:USP
DOI: 10.11606/d.76.2019.tde-23092019-091358
Popis: Fluorescência é uma técnica bastante utilizada para diagnóstico, análise de materiais e tecidos biológicos, técnicas forenses entre outras. Neste contexto, métodos para detectar sinais de moléculas fluorescentes com maior sensibilidade e especificidade têm sido investigados, principalmente para detecção de moléculas em concentrações extremamente baixas. Dada a importância do tema, o presente trabalho, de caráter inovador, busca gerar nanoestruturas em prata com laser pulsado femtossegundo, capazes de aumentar níveis de fluorescência de moléculas próximas às nanoestruturas. Foi utilizado um laser Libra femtossegundo de 450 mW, 1 KHz de frequência e comprimento de onda de 850 nm da Coherent para a criação de nanoestruturas em prata pura polida. Diferentes parâmetros de marcação resultaram em variados perfis de nanoestruturas, tanto periódicas e regulares, quanto aglomerados caóticos de esferas nanométricas pela superfície marcada, onde as estruturas apresentavam periodicidade de aproximadamente 500 nm e as esferas possuem tamanhos variando de 50 a 500 nm, quando avaliadas por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e Microscopia de força atômica (AFM). O efeito de proximidade destas nanoestruturas caóticas com a adição de um fluoróforo (Protoporfirina IX à 0,5 μg/ml em etanol) proporcionou um aumento do sinal de fluorescência, quando comparado à uma região não marcada, quando avaliado por microscopia confocal de fluorescêcia. Portanto, este aumento de sinal foi de aproximadamente 25 vezes para excitação de um fóton (405 nm) e cerca de 300 vezes para a excitação de dois fótons (800 nm). Fluorescence is a widely applied technique in diagnosis, material and biological tissue analysis, forensic sciences and other areas. Tools for enhancing the fluorescence signal with high sensitivity and specificity are needed to detect trace levels of target molecules. This innovative project aims to create nanostructures on pure silver using femtosecond pulsed laser to enhance the fluorescence signal emission from molecules near that interface. It was used a femtosecond Libra laser of 450 mW, 1KHz of frequency and wavelength of 850 nm from Coherent to form the nanostructures on polished pure silver. The nanostructures were obtained on different shapes onto the surfaces, from periodic nanostructures having ~500 nm of periodicity, to chaotic agglomerates of silver spheres with size ranging from 50 to 500 nm, when analyzed with Scanning Electron Microscopy and Atomic Force Microscopy. The effect of proximity between the chaotic structures and the fluorophore (Protoporphyrin IX at 0,5 μg/ml in ethanol) resulted in an increase of 25 times the fluorescence signal when used one photon excitation (405 nm) and enhancement of 300 times using two photon excitation.
Databáze: OpenAIRE
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