PDF (tesi dottorato ROTIROTI) - FedOA - Università degli Studi di ...

Un caso particolarmente interessante è quello in cui i legami con l’idrogeno sono sostituiti
con legami Si-C i quali sono molto stabili sia rispetto alle variazioni di temperatura sia
rispetto alle interazioni con gruppi nucleofili che hanno grande potere ossidante.
Per individuare la procedura di modifica chimica della superficie di silicio poroso in grado
di ancorare in modo covalente le molecole sonda, sono state sperimentate quattro
tecniche di funzionalizzazione dei dispositivi ottici:
1. una funzionalizzazione chimica ad opera dei reattivi di Grignard;
2. una funzionalizzazione fotochimica, indotta da radiazione ultravioletta e condotta
in atmosfera inerte immergendo il campione in una soluzione di estere
succinimmidico di acido undecenoico;
3. una funzionalizzazione in situ, ottenuta introducendo il linker organico, sotto
forma di acido carbossilico, direttamente nella soluzione di attacco
elettrochimico;
4. una funzionalizzazione della superficie del silicio poroso ossidata ad opera di
alcossi silani.
Per analizzare la composizione superficiale del PSi si utilizza la tecnica della spettroscopia
infrarossi a trasformata di Fourier (FTIR), che permette di acquisire informazioni sia
quantitative sia qualitative riguardo alla chimica della superficie. In Figura 9 è mostrato un
esempio di caratterizzazione prima e dopo il processo di funzionalizzazione, si monitora la
scomparsa dei picchi caratteristici del PSi appena prodotto (SiH a 2100cm -1 ) a favore della
comparsa di quelli caratteristici del linker chimico utilizzato.
% Riflettività
140
120
100
80
60
40
20
0
Bragg appena prodotto
Bragg dopo funzionalizzazione con UANHS
2855-2929 cm -1 CH 2
1723 cm -1
O-C=O
1641-1563 cm -1
succinimmide
1288 cm
-20
4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000
-1 1038 cm
CN; C=O
-1
N-O
numero d'onda (cm -1 )
Figura 9: spettro FTIR di un dispositivo in PSi prima (nero) e dopo (rosso) la funzionalizzazione chimica.
Sulla base dei gruppi funzionali disponibili sulla sonda da immobilizzare (DNA singola
eliche, proteine, enzimi), è possibile individuare una procedura di passivazione chimica
adatta al processo di funzionalizzazione: per esempio, è possibile funzionalizzare la
superficie del silicio poroso con un silossano -NH2 terminale in modo da consentire
l’ancoraggio di biomolecole o crosslinker carbossi terminali. In Figura 10 si riporta uno
schema dei passaggi di funzionalizzazione a partire dal PSi appena prodotto fino
all’immobilizzazione delle sonde molecolari.
2100 cm -1 SiH
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