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Espectroscopia Raman Ciencias: Salud, materiales y básicas

Tecnología: Alimentos, medio ambiente, energía

Beynor A.Paez-Sierra, Dr.rer.nat. Presindente


Necesidad de identificar, cuantificar y controlar

Huella digital molecular

Eeypectro vibracional, único como el ADN

Espectroscopia Raman, Identifica la “huella digital de las moléculas”


B. A. Paez, et al., 2009 Chap 6. Crystalline stages… Cooperación: NANOIDENT / Austria

B. A. Paez, et al., 2009 Chap 13. Metal/organic interface … Cooperación con Alemania

Experiencia de QUBITeXp en espectroscopia Raman

Publicaciones recientes en electrónica orgánica molecular y biofísica utilizando espectroscopia

B. A. Paez, et al., 2010 9 contribuciones Cooperación: QUBITON: Austria Portugal, USA, Alemania

B. A. Paez, et al., 2014 2 contribuciones QUBITeXp: Colombia

Organic Field-Effect Transistors XIII; and Organic Semiconductors in Sensors and Bioelectronics VII


Combustibles: bio-combustibles fósiles

Procesos químicos Industria química

Tecnología de alimentos

Industria minera

Nanotecnología, Semiconductores

Industria farmacéutica

Biologia y medicina

Aplicaciones de la espectroscopia Raman


Espectroscopia Raman

Técnica no destructiva Método no invasivo Se requiere muy poco material para el análisis Qué se identifica? Identidad molecular Estados de interface Mezcla de substancias Análisis de muestras orgánicas, bilógicas e inorgánicas Análisis de materiales: Sólidos, Líquidos, gases


Rubreno en polvo C42H28

Respiración

Grupos fenil

Nucleo de tetraceno

1303 cm-1

1003 cm-1

1522 cm-1

Espectroscopia Raman (vibracional) “Huella digital de las móleculas”

B.A. Paez , et al. Crystalline Stages Of Rubrene Films Probed By Raman Spectroscopy Springer Proceedings in Physics Interface Controlled Organic Thin Films - 2009


Raman para el control de alimentos: Aceites comestibles


Raman: Identificación de cáncer


Resolución espacial, temporal y química de la división celular: Espectroscopia Raman


Acido oléico

Acido linoléico

Acido eicosapentaenoico (EPA)

Acido decosahexaenoico (DHA)

Raman para el cotrol de alimentos: Aceites comestibles


Sistema Raman para análisis de minerales: Diamantes, esmeraldas, Tantalo, carbon, etc. (e.g., SO4-2, CO32-, PO42-, silicatos), oxidos y minerales (e.g., hematita). Materiales organicos y presencia de OH en arcillas, zeolitas, etc.

Diamante

Raman en la industria minera


Control de degradación de pigmentos: Efectos: Humedad, temperatura, radiación (UV)

Raman en el control de pinturas


Raman en la nanotecnología e industria de semiconductores

Monocapa

Bicapa

Grafito


1200 1275 1350 1425 1500 1575 1650

Inte

nsity / c

ts.m

W -1

s-1

Raman shift / cm-1

PTCDA (15nm)1.5 x 10

-2

+ Ag / 1.4 ( 5nm )

+ In

/ 25 ( 5nm )

+ Mg / 0.5 ( 5nm )

B. A. Paez et. al., in Organic Field Effect Transistors. Edited by C. Wöll (Wiley 2009)

Espectros Raman en contactos orgánico / metal


Sustratos SERS para magnificar la señal de análisis Conserva la integridad de la muestra. Disminuyen el tiempo de medición en más de diez veces.

E-mail: [email protected]

BPS Enhancer


Espectroscopia Raman QUBITeXp

Mapas químicos y biológicos


Raman en la nanotecnología e industria de semiconductores


VOPc

Beynor Antonio Paez-Sierra, Fredy Mesa and Anderson Dussan, Raman Analysis of Vanadyl Phthalocynine Layers for Plastic Electronic Applications, Applied Mechanics and Materials Vols. 789-790 (2015) pp 170-175

Electrónica molecular y nanotecnología


VOPc

Drain Source

Gate

n+-Si

SiO2

SiO2 (250 nm) / VOPc(100 nm)

Au (50 nm) / VOPc(100 nm)

Beynor Antonio Paez-Sierra and Diana Maritza Marulanda Cardona, Raman scanning spectroscopy: Organic electronics. To be submitted

Electrónica molecular y nanotecnología



Industria farmacéutica


Investigación de perfiles de disolución de dos sustancias

Raman en la ndustria farmacéutica

Mapas químicos: Mapas Raman


Raman en medicina y biología

Análisis de bacterias


Imágenes Ramán intracelulares

Mapas químicos: Mapas Raman



Biología Investigaciones biomédicas


Sector Aplicación potencial Posibilidad de: Meción simultánea con corriente-

voltaje e impedancia

Medicina •Determincación temprana de células cancerígenas. •Caracterización sanguínea: Plasma, plaquetas, glóbulos • Distinción entre medicamentos •Procesos en sel surfactante pulmonar

SI

Biología •Análisis de grupos funcionales en cultivos celulares p.e. efecto de medios de cultivo. • Monitoreo químico del proceso de mitosis •Análisis de sistemas de entrga en farmacos

SI

Odontología •Identificación de efectos de remineralización y desmineralización de dientes. •Reconocimiento de caries •Identificaciónn de efectos de citotocixidad por enjuagues bucales. •Grado de cristalinidad de los prismas

SI

Alimentos •Reconocimiento temprano de la formación de bacterias en alimentos líquidos o sólidos SI

Biocombustibles

•Reconcimiento de la calidad de biocombustibles procedentes de aceite y/o azúcares. •Determinación porcentual de biodiesel en diesel

SI

Combustibles Reconocimiento de grupos funcionales en gasolina, ACPM, y petróleo SI

Materiales Grado de cristalinidad Semicondutores: Efectos de dopado, formación de interfaces metal/semiconductor, semiconductor/semiconductors.

SI

Dispositivos inorgánicos y orgánicos

•Celda solar: Espectro vibracional durante su funcionamiento •Diodo: efecto de los voltajes de directa y de reversa sobre propiedades vibracionales •Transistor de efecto de campo: Influencia del capo eleéctrico sobre tejidos o sobreo material inorgánico

SI

Mapas químicos • Mapas de constraste basados en propiedades vibracionales para identificar mezclas moleculares de compuestos.

SI

Nanotecnología y medio ambiente

•Reconocimiento de nanoestructuras: Nanocompuestos, nanocapas, nanopartículas. SI

Resumen de aplicaciones


Imágen

óptica

Cristalinidad Información

química

Medición in

vitro o ex vitro

Tipo de muestra:

X X X X Sólida,

liquida,

gaseosa

Alcances del equipo de QUBITeXp International Trade S.A.S. para mediciones Raman en tejidos, muestras inorgánicas

y orgánicas sólidas, líquidas o gaseosas.


Sistema Raman para elaboración manual de mapas químicos - Medición en muestras sólidas líquidas, o gaseosas


QBRaman -2000


Sistema Raman con uno o más láseres de excitación - Medición en muestras sólidas líquidas, o gaseosas - Medidas in vivo, ex vivo - Medición automática de mapas químicos


QBRam – Vision 3000

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