Biosensores baseados em difusão de luz amplificada

A deteção precoce de doenças é hoje considerada como um procedimento da medicina preventiva, permitindo poupar muitas vidas, dar melhor qualidade de vida e reduzir gastos com medicamentos e tratamentos, muitos deles agressivos para o paciente. Muitos dos meios de diagnóstico são analíticos e baseiam-se em técnicas muito sensíveis para detetar pequenas concentrações de moléculas na célula. No entanto, devido à rica composição química da célula, é necessário proceder à purificação e separação das moléculas com interesse em analisar. 

A espectroscopia de difusão de luz Raman é uma das técnicas que tem sido testada para a deteção de moléculas biológicas, mesmo em meio celular. Tem a vantagem de não utilizar radiação ionizante e é não-destrutiva. Hoje em dia, esta técnica revelou-se capaz de discernir tecido tumoral de tecido saudável, com elevada especificidade e grau de confiança. A difusão Raman está a ser aplicada para in vivo, através da deteção de determinadas moléculas associadas a certos tipos de cancro. No entanto, surgem problemas quanto à sua aplicabilidade por duas razões fundamentais: 1) elevada flourescência de determinadas moléculas presentes na célula, que mascaram o espectro da molécula que se pretende observar, e 2) concentração da molécula é muito pequena, especialmente na fase precoce da doença.

Atualmente, graças à nanotecnologia, é possível criar biossensores baseados em nanopartículas metálicas, de ouro ou prata, que, depois de funcionalizados, permitem, através de fenómenos plasmónicos, de amplificar o sinal Raman das moléculas que se pretendem analisar. Este fenómeno é a base da espectroscopia Raman amplificada por superfície (Surface Enhanced Raman Spectroscopy – SERS). Assim, SERS envolve conhecimentos de nano-organização, funcionalização e de plasmónica.

Neste projeto, participarás na produção e caracterização de nanopartículas de ouro (esferas, triângulos e estrelas) para serem posteriormente utilizadas em SERS. Com esta técnica poderás detetar moléculas em meios coloidais, em concentrações da ordem do 100 nM e determinar o fator de amplificação associado.