Redox molecule based SERS sensors

Autores
Tognalli, Nicolas Gerardo; Scodeller, Pablo David; Flexer, Victoria; Szamocki, Rafael; Ricci, Alejandra Marcela; Tagliazucchi, Mario Eugenio; Calvo, Ernesto Julio; Fainstein, Alejandro
Año de publicación
2009
Idioma
inglés
Tipo de recurso
artículo
Estado
versión publicada
Descripción
We describe a general framework to design nanobiosensors based on a wired enzyme coupled to a redox molecule and integrated with SERS Au core-shell nanoparticles and ordered nanocavities. The response of the proposed sensor is based on the different electronic resonant Raman behavior of the oxidized or reduced electronic states of the molecular wire, and on the surface plasmon amplification induced by the tailored metallic substrate. The nanobiosensors can be interrogated remotely through the resonant Raman scattering intensity recovery or spectral variation of the redox molecule, an Os-complex, when the latter varies its oxidation state. Alternatively, we show through two-color spectro-electrochemistry that Raman scattering is also finely sensitive to oxidation state changes of flavin, a biomimetic system that mimics the active center of many flavoprotein enzymes. We show that multiple sample spectroscopic ellipsometry gives access to the spectral dependence of the optical constants of single redox-molecule layers, and through it to the electronic resonances of the system. All the components for selective molecular recognition and for the generation of an optical amplified signal, are self-contained in the proposed biosensor. As proof of concept a compact SERS sensor responsive to glucose with millimolar concentration in solution is demonstrated.
Fil: Tognalli, Nicolas Gerardo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; Argentina
Fil: Scodeller, Pablo David. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; Argentina
Fil: Flexer, Victoria. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; Argentina
Fil: Szamocki, Rafael. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; Argentina
Fil: Ricci, Alejandra Marcela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; Argentina
Fil: Tagliazucchi, Mario Eugenio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; Argentina
Fil: Calvo, Ernesto Julio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; Argentina
Fil: Fainstein, Alejandro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; Argentina
Materia
sensors
polyelectrolyte multilayers
raman
Nivel de accesibilidad
acceso abierto
Condiciones de uso
https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar/
Repositorio
CONICET Digital (CONICET)
Institución
Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
OAI Identificador
oai:ri.conicet.gov.ar:11336/83873
Acceder
id CONICETDig_f6a3891c86d0690c33084d1df23efd1d
oai_identifier_str oai:ri.conicet.gov.ar:11336/83873
network_acronym_str CONICETDig
repository_id_str 3498
network_name_str CONICET Digital (CONICET)
spelling Redox molecule based SERS sensorsTognalli, Nicolas GerardoScodeller, Pablo DavidFlexer, VictoriaSzamocki, RafaelRicci, Alejandra MarcelaTagliazucchi, Mario EugenioCalvo, Ernesto JulioFainstein, Alejandrosensorspolyelectrolyte multilayersramanhttps://purl.org/becyt/ford/1.4https://purl.org/becyt/ford/1We describe a general framework to design nanobiosensors based on a wired enzyme coupled to a redox molecule and integrated with SERS Au core-shell nanoparticles and ordered nanocavities. The response of the proposed sensor is based on the different electronic resonant Raman behavior of the oxidized or reduced electronic states of the molecular wire, and on the surface plasmon amplification induced by the tailored metallic substrate. The nanobiosensors can be interrogated remotely through the resonant Raman scattering intensity recovery or spectral variation of the redox molecule, an Os-complex, when the latter varies its oxidation state. Alternatively, we show through two-color spectro-electrochemistry that Raman scattering is also finely sensitive to oxidation state changes of flavin, a biomimetic system that mimics the active center of many flavoprotein enzymes. We show that multiple sample spectroscopic ellipsometry gives access to the spectral dependence of the optical constants of single redox-molecule layers, and through it to the electronic resonances of the system. All the components for selective molecular recognition and for the generation of an optical amplified signal, are self-contained in the proposed biosensor. As proof of concept a compact SERS sensor responsive to glucose with millimolar concentration in solution is demonstrated.Fil: Tognalli, Nicolas Gerardo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; ArgentinaFil: Scodeller, Pablo David. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; ArgentinaFil: Flexer, Victoria. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; ArgentinaFil: Szamocki, Rafael. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; ArgentinaFil: Ricci, Alejandra Marcela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; ArgentinaFil: Tagliazucchi, Mario Eugenio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; ArgentinaFil: Calvo, Ernesto Julio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; ArgentinaFil: Fainstein, Alejandro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; ArgentinaRoyal Society of Chemistry2009-07info:eu-repo/semantics/articleinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionhttp://purl.org/coar/resource_type/c_6501info:ar-repo/semantics/articuloapplication/pdfapplication/pdfapplication/pdfapplication/pdfapplication/pdfapplication/pdfapplication/pdfapplication/pdfapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/11336/83873Tognalli, Nicolas Gerardo; Scodeller, Pablo David; Flexer, Victoria; Szamocki, Rafael; Ricci, Alejandra Marcela; et al.; Redox molecule based SERS sensors; Royal Society of Chemistry; Physical Chemistry Chemical Physics; 11; 34; 7-2009; 7412-74231463-9076CONICET DigitalCONICETenginfo:eu-repo/semantics/altIdentifier/doi/10.1039/b905600ainfo:eu-repo/semantics/altIdentifier/url/https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2009/CP/b905600ainfo:eu-repo/semantics/openAccesshttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar/reponame:CONICET Digital (CONICET)instname:Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas2025-09-29T09:35:26Zoai:ri.conicet.gov.ar:11336/83873instacron:CONICETInstitucionalhttp://ri.conicet.gov.ar/Organismo científico-tecnológicoNo correspondehttp://ri.conicet.gov.ar/oai/requestdasensio@conicet.gov.ar; lcarlino@conicet.gov.arArgentinaNo correspondeNo correspondeNo correspondeopendoar:34982025-09-29 09:35:27.15CONICET Digital (CONICET) - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicasfalse
dc.title.none.fl_str_mv Redox molecule based SERS sensors
title Redox molecule based SERS sensors
spellingShingle Redox molecule based SERS sensors
Tognalli, Nicolas Gerardo
sensors
polyelectrolyte multilayers
raman
title_short Redox molecule based SERS sensors
title_full Redox molecule based SERS sensors
title_fullStr Redox molecule based SERS sensors
title_full_unstemmed Redox molecule based SERS sensors
title_sort Redox molecule based SERS sensors
dc.creator.none.fl_str_mv Tognalli, Nicolas Gerardo
Scodeller, Pablo David
Flexer, Victoria
Szamocki, Rafael
Ricci, Alejandra Marcela
Tagliazucchi, Mario Eugenio
Calvo, Ernesto Julio
Fainstein, Alejandro
author Tognalli, Nicolas Gerardo
author_facet Tognalli, Nicolas Gerardo
Scodeller, Pablo David
Flexer, Victoria
Szamocki, Rafael
Ricci, Alejandra Marcela
Tagliazucchi, Mario Eugenio
Calvo, Ernesto Julio
Fainstein, Alejandro
author_role author
author2 Scodeller, Pablo David
Flexer, Victoria
Szamocki, Rafael
Ricci, Alejandra Marcela
Tagliazucchi, Mario Eugenio
Calvo, Ernesto Julio
Fainstein, Alejandro
author2_role author
author
author
author
author
author
author
dc.subject.none.fl_str_mv sensors
polyelectrolyte multilayers
raman
topic sensors
polyelectrolyte multilayers
raman
purl_subject.fl_str_mv https://purl.org/becyt/ford/1.4
https://purl.org/becyt/ford/1
dc.description.none.fl_txt_mv We describe a general framework to design nanobiosensors based on a wired enzyme coupled to a redox molecule and integrated with SERS Au core-shell nanoparticles and ordered nanocavities. The response of the proposed sensor is based on the different electronic resonant Raman behavior of the oxidized or reduced electronic states of the molecular wire, and on the surface plasmon amplification induced by the tailored metallic substrate. The nanobiosensors can be interrogated remotely through the resonant Raman scattering intensity recovery or spectral variation of the redox molecule, an Os-complex, when the latter varies its oxidation state. Alternatively, we show through two-color spectro-electrochemistry that Raman scattering is also finely sensitive to oxidation state changes of flavin, a biomimetic system that mimics the active center of many flavoprotein enzymes. We show that multiple sample spectroscopic ellipsometry gives access to the spectral dependence of the optical constants of single redox-molecule layers, and through it to the electronic resonances of the system. All the components for selective molecular recognition and for the generation of an optical amplified signal, are self-contained in the proposed biosensor. As proof of concept a compact SERS sensor responsive to glucose with millimolar concentration in solution is demonstrated.
Fil: Tognalli, Nicolas Gerardo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; Argentina
Fil: Scodeller, Pablo David. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; Argentina
Fil: Flexer, Victoria. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; Argentina
Fil: Szamocki, Rafael. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; Argentina
Fil: Ricci, Alejandra Marcela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; Argentina
Fil: Tagliazucchi, Mario Eugenio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; Argentina
Fil: Calvo, Ernesto Julio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; Argentina
Fil: Fainstein, Alejandro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; Argentina
description We describe a general framework to design nanobiosensors based on a wired enzyme coupled to a redox molecule and integrated with SERS Au core-shell nanoparticles and ordered nanocavities. The response of the proposed sensor is based on the different electronic resonant Raman behavior of the oxidized or reduced electronic states of the molecular wire, and on the surface plasmon amplification induced by the tailored metallic substrate. The nanobiosensors can be interrogated remotely through the resonant Raman scattering intensity recovery or spectral variation of the redox molecule, an Os-complex, when the latter varies its oxidation state. Alternatively, we show through two-color spectro-electrochemistry that Raman scattering is also finely sensitive to oxidation state changes of flavin, a biomimetic system that mimics the active center of many flavoprotein enzymes. We show that multiple sample spectroscopic ellipsometry gives access to the spectral dependence of the optical constants of single redox-molecule layers, and through it to the electronic resonances of the system. All the components for selective molecular recognition and for the generation of an optical amplified signal, are self-contained in the proposed biosensor. As proof of concept a compact SERS sensor responsive to glucose with millimolar concentration in solution is demonstrated.
publishDate 2009
dc.date.none.fl_str_mv 2009-07
dc.type.none.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
http://purl.org/coar/resource_type/c_6501
info:ar-repo/semantics/articulo
format article
status_str publishedVersion
dc.identifier.none.fl_str_mv http://hdl.handle.net/11336/83873
Tognalli, Nicolas Gerardo; Scodeller, Pablo David; Flexer, Victoria; Szamocki, Rafael; Ricci, Alejandra Marcela; et al.; Redox molecule based SERS sensors; Royal Society of Chemistry; Physical Chemistry Chemical Physics; 11; 34; 7-2009; 7412-7423
1463-9076
CONICET Digital
CONICET
url http://hdl.handle.net/11336/83873
identifier_str_mv Tognalli, Nicolas Gerardo; Scodeller, Pablo David; Flexer, Victoria; Szamocki, Rafael; Ricci, Alejandra Marcela; et al.; Redox molecule based SERS sensors; Royal Society of Chemistry; Physical Chemistry Chemical Physics; 11; 34; 7-2009; 7412-7423
1463-9076
CONICET Digital
CONICET
dc.language.none.fl_str_mv eng
language eng
dc.relation.none.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/altIdentifier/doi/10.1039/b905600a
info:eu-repo/semantics/altIdentifier/url/https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2009/CP/b905600a
dc.rights.none.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar/
eu_rights_str_mv openAccess
rights_invalid_str_mv https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar/
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
application/pdf
application/pdf
application/pdf
application/pdf
application/pdf
application/pdf
application/pdf
application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Royal Society of Chemistry
publisher.none.fl_str_mv Royal Society of Chemistry
dc.source.none.fl_str_mv reponame:CONICET Digital (CONICET)
instname:Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
reponame_str CONICET Digital (CONICET)
collection CONICET Digital (CONICET)
instname_str Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
repository.name.fl_str_mv CONICET Digital (CONICET) - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
repository.mail.fl_str_mv dasensio@conicet.gov.ar; lcarlino@conicet.gov.ar
_version_ 1844613104390897664
score 13.070432

Publicaciones similares