Design and SERS applications of nanoparticle based hybrid plasmonic materials

Laburpena

El presente trabajo ha sido realizado en el grupo de Química Coloidal de la Universidad de Vigo. Desde su comienzo, dicho grupo se ha caracterizado por su enfoque básico tanto en la investigación como en el desarrollo de nuevos materiales nanoestructurados. En los últimos años, el grupo ha ido mostrando interés en otros aspectos más aplicados de la nanociencia, utilizando su experiencia para la fabricación de (bio)sensores basados en diversas técnicas de detección. Una de ellas, y posiblemente la de mayor proyección aplicada, es la espectroscopia de dispersión Raman aumentada por superficies (surface-enhanced Raman scattering, SERS). En la primera parte de esta memoria (Capítulo 1) se describen brevemente los fundamentos y características del SERS, proporcionando el conocimiento básico para la comprensión de los siguientes capítulos. El Capítulo 2 describe la infiltración de nanopartículas de plata dentro de películas poliméricas crecidas exponencialmente mediante la técnica capa-por-capa. En el Capítulo 3 se presenta un procedimiento en el cual interviene una interacción anfitrión-huésped entre una ciclodextrina y una molécula quiral. Se demuestra la funcionalización de nanopartículas soportadas en poliestireno con ciclodextrinas tioladas. En el Capítulo 4, se ha diseñado un biosensor ultrasensible gracias a las propiedades bifuncionales de un nuevo material híbrido, compuesto por un microgel termosensible, partículas magnéticas y nanopartículas de plata. En el Capítulo 5, se explica la fabricación de microgotas de agarosa en un dispositivo de microfluídica, seguido de la síntesis in situ de nanopartículas de plata dentro de la matriz polimérica. Todos los materiales resultantes ofrecen una gran actividad plasmónica y SERS debido a la formación de una red interconectada de puntos activos o hot spots. Asimismo, el Capítulo 6 introduce la detección en línea de una mezcla de colorantes haciendo mapas SERS del flujo laminar que se produce en el canal de salida del microchip, permitiendo la identificación de muestras complejas. Finalmente se incluyen un apartado de conclusiones generales y apéndices correspondientes a los Capítulos 2 y 5 . El conjunto de todos los datos recogidos en esta tesis pretende representar un avance significativo hacia el diseño de nuevos sensores híbridos basados en nanopartículas con potenciales aplicaciones en SERS.