Dissertação

{en_GB=Plasmon Coupled Fluorescence in Gold Nanorods Enhanced Optical Detection of Oligonucleotides} {} EVALUATED

{pt=As extremidades dos nanobastonetes de ouro (AuNRs) são regiões hotspot com notável amplificação de campo próximo a partir de irradiação eletromagnética incidente, capazes de aumentar a emissão de fluoróforos na vizinhança. Os faróis moleculares são sequências de oligonucleótidos que emitem fluorescência quando ocorre hibridação com a sequência alvo. O alcance de detecção destas sondas é restrito pela intensidade do sinal fluorescente "ON" em relação ao estado "OFF". Portanto, a conjugação de AuNRs com faróis moleculares posicionados selectivamente é uma estratégia promissora para o desenvolvimento de um sensor nanohíbrido para detecção óptica intensificada de oligonucleótidos. Este trabalho está integrado na pesquisa em curso para o desenvolvimento do referido sensor e contribui através da caracterização da emissão dos faróis moleculares e dos nanohíbridos AuNRs-ADN. Primeiro, os efeitos de intensificação de fluorescência em AuNRs (25 x 71 nm) funcionalizados com um espaçador de ADN (10-pbs em cadeia dupla) marcado com ATTO647N foram caracterizados a nível de partícula única através de microscopia confocal de fluorescência. Este estudo estabeleceu que AuNRs funcionalizados indiscriminadamente precisavam de 10 vezes mais fluoróforo para atingir emissão ao nível dos AuNRs funcionalizados nas extremidades. Seguidamente, faróis moleculares contendo os supressores orgânicos DDQII e QSY21 foram estudados na ausência de AuNRs, em relação ao seu rendimento quântico e tempo de vida da fluorescência por espectroscopia convencional. Os faróis moleculares mostraram aumento não significativo do rendimento quântico na presença da sequência alvo, levando à sua exclusão (nas condições estudadas) como detectores adequados ao reconhecimento de oligonucleótidos para os nanobiosensores AuNRs-ADN em desenvolvimento., en=The tips of gold nanorods (AuNRs) are hotspot regions with remarkable near field amplification of incident electromagnetic field, capable of enhancing the fluorescent emission of dyes in their vicinity. Molecular beacons are oligonucleotide sequences that emit a fluorescent signal when hybridization with target sequence occurs. The detection range of these probes is restricted by the intensity of the “on” fluorescent signal relatively to the “off” state. Therefore, the conjugation of AuNRs with selectively positioned molecular beacons is a promising strategy for the development of a nanohybrid sensor for enhanced optical detection of oligonucleotides. This work is integrated in the ongoing research for the development of said sensor, and gives a meaningful contribution through the characterization of fluorescence emission of the molecular beacons and DNA-AuNRs nanohybrids. First, fluorescence enhancement effects in AuNRs (25 x 71 nm) loaded with a ATTO647N-labelled dsDNA 10-bp spacer were characterized at single particle level through confocal fluorescence lifetime microscopy. Single particle study of DNA-AuNRs supported that indiscriminately loaded AuNRs required 10-fold more dye to reach fluorescence emission of Tip-selective AuNRs. Then, molecular beacon probes bearing the organic quenchers DDQII and QSY21 were studied in the absence of AuNRs, in regard to their quantum yield and fluorescence lifetime by conventional spectroscopy. The molecular beacons showed negligible quantum yield increase in the presence of target sequence, leading to their exclusion, under the conditions studied, as suitable oligonucleotide recognition moieties for the in-development DNA-AuNRs nanobiosensors.}
{pt=fluorescência intensificada por plasmão, nanopartículas metálicas, espectroscopia de partícula única, microscopia de fluorescência, en=plasmon enhanced fluorescence, metal nanoparticles, single particle spectroscopy, fluorescence imaging}

Novembro 28, 2019, 14:30

Orientação

ORIENTADOR

Pedro Miguel Neves Ribeiro Paulo

Departamento de Engenharia Química (DEQ)

Colaborador Docente