M.C. Esaú Anybal Araiza Reyna

Fotones de luz

Naturaleza ondulatoria de la luz Naturaleza corpuscular o fotónica de la luz

Naturaleza de la Luz

Interacción de la Luz con la materiaFuente emisora

Receptor

Interacción de la Luz y la Materia

Sistema Óptico

Espectroscopias ópticas

Son versátiles para medición y monitoreo de

muestras biológicas.

No son invasivas ni destructivas.

Es posible obtener información bioquímica y

estructural de la muestra.

Para suero

Para sangre

Detección de niveles anormales de PSA a) Cromatografía

Detección y Cuantificacióna)ELISA

(Ensaye Inmuno-Absorbente Ligado a Enzimas

b) RIA (Radioinmunoensayo)

“Las técnicas Espectroscópicas vienen a complementar e incluso a sustituir a algunas pruebas químicas convencionales”

Estiramiento simétrico

scissoring

wagging

Estiramiento asimétrico

rocking

twisting

Figura 3. Descripción del estado virtual del esparcimiento Raman

Figura 2. Modos diferentes de vibración de una molécula tri-atómica

Figura 1. Dispersión Rayleigh y Raman

RayleighRaman stokes

RamanAnti-stokes

stokes

Anti-stokes

Láser λ

Físico Indú Chandrasekhara Raman

Nobel 1930

Di-Cloroaceptofenona

Fuente de luz monocromática

Espectrómetro Raman

IR

Raman

Raman PortatilLaser rojo 785nm a 300mW

Detector Raman Laser verde 532nm

Espectrómetro para Micro-Raman

Láser rojo 632nm He-Ne 30mW

Diodo Láser azul 473nm 100mW Diodo Láser Verde 532nm 50mW

Notch Filters

Espectroscopia Raman “Amplificada” para la detección, caracterización y análisis de aminoácidos y Proteínas

Raman convencional

P. C. Painter and L. Koenig, “Raman spectroscopy study of the structure of antibodies,” Biopolymers 14, 457-468 (1975). J. Duarte, M. T. T. Pacheco, R. Z. Machado, L. Silveira Jr, R. A. Zangaro and A. B. Villaverde, “Use of near-infrared Raman spectroscopy to detect IgG and IgM

antibodies against Toxoplasma gondii in serum samples of domestic cats,” Cell. Mol. Biol. 48 (5), 585-589 (2002).

Volumen reducido y bajas concentraciones

Espectroscopia Raman Amplificada por Superficie (SERS, por sus siglas en inglés).donde el analito es puesto sobre la superficie de una nano-particula metálica, amplificando

las señales en 10^4 –10^8 y en algunos casos a 10^15.

anilina

Tiol o mercaptano

*J. De Gelder, K. De Gussem, P. Vandenabeele, L. Moens, "Reference database of Raman spectra of biological molecules," Journal of Raman Spectroscopy 38 (9), 1133-1147 (2007).

Amplificación Raman (SERS)

Amplificación Raman (SERS)Trabajar con analitos diluidos en solución acuosa proporciona

señal Raman muy débil o nula.

•Laboratorio de Materiales y Sensores, Centro de Ciencias Aplicadas y Desarrollo Tecnológico - UNAM, México - D.F. “Variations in Optical Properties of Silver Nanoparticles. Application in Surface Enhanced Raman Spectroscopy” by Dres . Roberto Sato, Rocío Redón, América Vázquez, Ocotlán Flores, Rodolfo Zanella and José Saniger.

* Espectros Raman y SERS de Piridina, cafeína, ácido Acetíl-salicílico y Aspártico

SERS: para aminoácidos y proteínas

Aminoácidos: se establece por la presencia de un carbono central alfa unido a: un grupo carboxilo (COOH), un grupo amino (H2N), un hidrógeno y la cadena lateral (R):

*G. J. Thomas Jr. and D. A. Agard, “Quantitative analysis of nucleic acids, proteins, and viruses by Raman and deconvolution,” Biophysical Journal. 46, 763-768 (1984).*A. Torreggiani and G. Fini, “Raman spectroscopic studies of ligand-protein interactions: the binding of biotin analogues by avidin,” J. Raman Spectrosc. 29(3), 229-236 (1998)].

Proteínas : Antígeno Prostático (PSA)

Serina

Isoleucina

La complejidad de una proteína puede ser analizada mediante la espectroscopia Raman: Estructura, enlaces, forma, etc.

http://www.rcsb.org/pdb/home/home.do

Las proteínas: son macromoléculas formadas por cadenas lineales de aminoácidos.

SERS: para aminoácidos y proteínas

Espectro Raman y SERS de la piridina diluida a 2000PPM

SERS : Resultado con Piridina

La banda a 234 cm-1 se asigna a la vibración Ag-Cl.

* Bandas típicas de la piridina 1006 y 1035 cm-1

*Journal of Raman Spectroscopy Published online inWiley Interscience: 20 October 2008 "Silver nanoparticles synthesized by direct" by Dr. Roberto Sato-Berrú

*

Propiedades de la Serina:Fórmula molecular: C3H7NO3 Masa molar: 105.09 g mol−1

Raman: Serina

* The Chemical Educator, Vol. 13, No. 2, Published on Web 2/25/2007, 10.1333/s00897082113a, © 2008 The Chemical Educator by Debra Jhonson

*

Las nano-partículas son caracterizadas, mediante el plasmon de absorción uv vis, el cual es característico al metal y su forma.

Coloides: Evaluación

Plasmón mediante absorción uv-vis del coloide de Ag, de tamaño promedio

de 40nm

Microscopio electrónico de transmisión (TEM): Forma y tamaño

Nano-sizer: Tamaño

Tamaño y forma de las nanopartículas

Coloides: Evaluación

Gracias a todos por su Atención¡¡¡