M.C. Esaú Anybal Araiza Reyna. Fotones de luz Naturaleza ondulatoria de la luzNaturaleza...
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M.C. Esaú Anybal Araiza Reyna
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Fotones de luz
Naturaleza ondulatoria de la luz Naturaleza corpuscular o fotónica de la luz
Naturaleza de la Luz
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Interacción de la Luz con la materiaFuente emisora
Receptor
Interacción de la Luz y la Materia
Sistema Óptico
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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.
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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”
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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
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Di-Cloroaceptofenona
Fuente de luz monocromática
Espectrómetro Raman
IR
Raman
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Raman PortatilLaser rojo 785nm a 300mW
Detector Raman Laser verde 532nm
Espectrómetro para Micro-Raman
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Láser rojo 632nm He-Ne 30mW
Diodo Láser azul 473nm 100mW Diodo Láser Verde 532nm 50mW
Notch Filters
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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
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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)
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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
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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)].
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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
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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
*
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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
*
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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
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Microscopio electrónico de transmisión (TEM): Forma y tamaño
Nano-sizer: Tamaño
Tamaño y forma de las nanopartículas
Coloides: Evaluación
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Gracias a todos por su Atención¡¡¡