Biosensing using Graphene-Enhanced Raman Spectroscopy

Abstract

La contaminación farmacéutica ha llamado la atención de ambientalistas y científicos desde su descubrimiento en 1920 debido a los posibles riesgos para la salud y problemas ambientales que puede causar su presencia en cuerpos de agua. La presencia de farmacéuticos se ha registrado en concentraciones ultra bajas, desde nanogramos a microgramos, en todos los cuerpos de agua, desde las aguas residuales hasta el agua del grifo. Debido a sus niveles de concentración, hasta la fecha, solo se utilizan tres métodos para detectar productos farmacéuticos en agua: cromatografía de gases-espectrometría de masas (GC-MS), cromatografía de gases-espectrometría de masas en tándem (GC-MS/MS) y cromatografía líquida- espectrometría de masas en tándem (LC-MS/MS). Estas técnicas consisten en reactivos y equipos altamente especializados y costoso. Es por eso que en este proyecto de investigación proponemos a la espectroscopia Raman como un método alternativo a este problema. Sin embargo, dado a que las señales orgánicas los productos farmacéuticos en agua en concentraciones ultra bajas tiene intensidades de Raman débiles junto a una alta fluorescencia lo que dificulta su detección con espectroscopía Raman. Es por eso que depositamos los productos farmacéuticos en una monocapa de grafeno CVD sobre un sustrato de cuarzo para mejorar la señal Raman. Descubrimos que, de hecho, la concentración ultra baja de productos farmacéuticos depositados en el grafeno mejora la señal farmacéutica e inhibe la fluorescencia de estas moléculas. Convirtiendo a este método como una gran solución para esta problemática.