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Type: DISSERTAÇÃO DIGITAL
Degree Level: Mestrado
Title: Desenvolvimento de substratos e dispositivos microfluídicos para aplicações em espalhamento Raman amplificado por superfície (SERS) empregando nanopartículas magnéticas
Title Alternative: Development of substrates and microfluidic devices for surface enhanced Raman spectroscopy (SERS) using magnetic nanoparticles
Author: Adamo, Cristina Battesini, 1990-
Advisor: Jesus, Dosil Pereira de, 1974-
Abstract: Resumo: O espalhamento Raman é um efeito que pode ser intensificado com a presença, no sistema de medida, de nanopartículas metálicas, gerando o chamado espalhamento Raman amplificado por superfície (SERS). A funcionalização da superfície de nanopartículas magnéticas (NPMs) com metais possibilita a sua aplicação em SERS, sendo que um campo magnético externo (imã) produz um aglomeramento e, consequentemente, uma maior probabilidade de formação de hot spots (regiões de alta intensidade do sinal Raman). Assim, o objetivo deste trabalho foi desenvolver substratos e dispositivos microfluídicos que pudessem facilitar essa agregação de NPMs modificadas para serem empregados em SERS. As NPMs empregadas neste trabalho eram de óxido de ferro (magnetita). Elas foram funcionalizadas com 3-aminopropiltrietoxisilano e nanopartículas de ouro foram adsorvidas sobre sua superfície. Para a fabricação dos substratos foi realizada a deposição de um filme da liga de Ni-P sobre o polímero polidimetilsiloxano (PDMS). A presença de um campo magnético externo (imã) para aglomerar as nanopartículas foi fundamental para a obtenção de sinal SERS. A deposição da liga de Ni-P na superfície do PDMS aumentou a eficiência de aglomeração das NPMs, permitindo detectar cristal violeta até a concentração de 10-7 mol L-1 (concentração três ordens de grandeza menor do que a detectada usando substratos de silício ou apenas de PDMS). Os substratos foram utilizados para a detecção de três analitos diferentes: nicotina, adenina e tiabendazol. A liga de Ni-P foi depositada sobre canais microfluídicos de PDMS. Também foram desenvolvidos e estudados dispositivos de PDMS contendo pó magnético (formado majoritariamente por NdFeB). Tanto o Ni-P quanto o pó magnético formavam uma região no sistema microfluídico, no qual foi possível promover a agregação das NPMs e promover o efeito SERS, detectando-se cristal violeta e tiabendazol

Abstract: The Raman signal can be enhanced with the presence of metallic nanoparticles in the system, generating the effect of surface-enhanced Raman scattering (SERS). The functionalization of the surface of magnetic nanoparticles (MNP) with metal allows its use in SERS applications. The presence of an external magnetic field induces the aggregation and increases the probability of creating hot spots. Therefore, the objective of this work was to develop substrates and microfluidic devices to facilitate the aggregation of MNPs to be useful for SERS. The magnetic nanoparticles employed in this project were made of iron oxide (magnetite). They were modified with (3-aminopropyl)triethoxysilane (APTES), and gold nanoparticles were adsorbed in the surface of MNP. To produce the substrates, an electroless deposition of Ni-P film was conducted over the surface of polydimethylsiloxane (PDMS). The presence of a permanent magnet to aggregate the MNPs was fundamental to obtain SERS signal. The deposition of Ni-P in the PDMS surface increased the agglomeration efficiency. Crystal violet was detected in the concentration of 10-7 mol L-1 (three orders of magnitude less concentrated than those using silicon or just PDMS). The substrates had been applied to detect three different analytes: nicotine, adenine and thiabendazole. The alloy of Ni-P was also deposited over microfluidic channels. Microfluidic channels with a magnetic powder (formed mainly by NdFeB) incorporated in the PDMS was studied likewise. Both Ni-P and magnetic powder were capable of creating a region for the aggregation of the MNPs and produce SERS effect inside the microchannel, detecting crystal violet and thiabendazole
Subject: Nanopartículas magnéticas
Espalhamento Raman intensificado por superfície
Microfluidica
Language: Português
Editor: [s.n.]
Citation: ADAMO, Cristina Battesini. Desenvolvimento de substratos e dispositivos microfluídicos para aplicações em espalhamento Raman amplificado por superfície (SERS) empregando nanopartículas magnéticas. 2019. 1 recurso online (115 p.). Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química, Campinas, SP.
Date Issue: 2019
Appears in Collections:IQ - Tese e Dissertação

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