Reflexión óptica en películas de oro nanoestructuradas para la determinación de índices de refracción

Abstract

En la última década, el uso del fenómeno de transmisión óptica extraordinaria (EOT, por sus siglas en inglés) ha experimentado un notable crecimiento, especialmente en el campo del biosensado. Los biosensores basados en EOT son altamente sensibles a cambios en el índice de refracción, permitiendo la detección precisa de biomoléculas en concentraciones extremadamente bajas. Este proyecto se enmarca en el desarrollo y optimización de biosensores basados en EOT. El objetivo principal de este trabajo es adaptar un sistema biosensor basado en el fenómeno de transmisión óptica extraordinaria a un sistema biosensor que funcione en modo de reflexión, utilizando películas de oro nanoestructuradas. Este nuevo sistema busca replicar las capacidades de detección del biosensor basado en EOT cuando funciona en modo de transmisión. La viabilidad de este cambio a modo de reflexión se evalúa principalmente a través de la sensibilidad y precisión en la detección de cambios en el índice de refracción. Para alcanzar este objetivo, se diseñó y evaluó un montaje experimental en modo de reflexión. Se utilizaron chips de oro nanoestructurados y se llevaron a cabo mediciones de sustancias con diferentes índices de refracción. El estudio incluye la comparación de los máximos y mínimos de los espectros obtenidos. Además, se comparó la sensibilidad óptica del sistema en ambas configuraciones. Los resultados muestran que es posible obtener una sensibilidad óptica de detección comparable en las dos configuraciones. Se observó que las posiciones de los picos de reflexión varían linealmente con el índice de refracción. Este trabajo demuestra que la adaptación de un biosensor basado en transmisión óptica extraordinaria a un sistema de reflexión es viable y efectiva. El sistema biosensor en modo de reflexión no solo mantiene la sensibilidad óptica del sistema original, sino que también abre nuevas posibilidades para diferentes aplicaciones en las que se puede determinar el índice de refracción de sustancias que no son transparentes a partir de medidas menos invasivas

In the last decade, the use of extraordinary optical transmission (EOT) phenome na has experienced remarkable growth, especially in the field of biosensing. EOT based biosensors are highly sensitive to changes in refractive index, allowing the accurate detection of biomolecules at extremely low concentrations. This project is part of the development and optimisation of EOT-based biosensors. The main objective of this work is to adapt a biosensor system based on the extraordinary optical transmission phenomenon to a biosensor system operating in reflection mode, using nanostructured gold films. This new system aims to replicate the detection capabilities of the EOT-based biosensor when operating in transmission mode. The feasibility of this switch to reflection mode is assessed primarily through the sensitivity and accuracy in detecting changes in refractive index. To achieve this goal, an experimental setup in reflection mode was designed and evaluated. Nanostructured gold chips were used and measurements of substan ces with different refractive indices were carried out. The study includes the com parison of the maxima and minima of the spectra obtained. In addition, the optical sensitivity of the system in both configurations was compared. The results show that it is possible to obtain comparable optical detection sensiti vity in the two configurations. The positions of the reflection peaks were found to vary linearly with the refractive index. This work demonstrates that the adaptation of a biosensor based on extraordinary optical transmission to a reflection system is feasible and effective. The biosensor system in reflection mode not only maintains the optical sensitivity of the original system, but also opens up new possibilities for different applications in which the refractive index of non-transparent substances can be determined from less invasive measurements