Sensor De Fibra Óptica Para Hg (Ii) Basado En Partículas De Carbono

Sensor de fibra óptica para Hg (II) basado en partículas de carbono

1. Introdución
El presente artículo expone el desarrollo de un sensor basado en nanopartículas de carbono que fijadas mediante la técnica sol-gel y el uso de fibra óptica representan una de las mejores opciones en cuanto a detección de mercurio en la actualidad. Fácil construcción, fiabilidad y estabilidad en medicionessubmicrónicas.
El mercurio, incluso en dosis relativamente bajas, puede tener graves consecuencias para la salud, en particular en el neurodesarrollo. El mercurio ha sido un parte integral de muchos aparatos médicos, principalmente termómetros y esfigmomanómetros. Estos aparatos se quiebran con regularidad, lo que se agrega al daño global producido por el mercurio en el medio ambiente.
Por otrolado existe el problema de la  bioconcentración o bioacumulación que es el proceso de acumulación de sustancias químicas en organismos vivos de forma que estos alcanzan concentraciones más elevadas que las concentraciones en el medio ambiente o en los alimentos. Las sustancias propensas a la bioacumulación alcanzan concentraciones crecientes a medida que se avanza en el nivel trófico en la cadenaalimenticia y en mayor medida los metales pesados como el mercurio.
Las partículas de carbono son una nueva clase de nanopartículas sumamente interesantes, ya que poseen las excelentes propiedades sin la toxicidad de los metales pesados, poseen una alta estabilidad en el tiempo, una resistencia excepcional a la degradación química. El acoplamiento de partículas de carbono con fibras ópticas paraproducir un nanosensor es muy interesante.
Este documento presenta, por primera vez, la inmovilización de nanomateriales  de carbono fluorescentes  en una matriz de sol-gel en la punta de una fibra óptica.
Cuando las partículas de carbono son inmovilizadas en el optimizado de sol-gel mantuvieron sus propiedades foto y físico-químicas. En efecto, el sistema de fibra óptica que se describe eneste documento permite la detección reversible  de Hg (II) en un intervalo de concentración molar submicrónico en solución acuosa y se mantiene estable después de seis meses de uso.

2. Experimento:
3.1. Síntesis y funcionalización d las partículas de carbono.
Todos los químicos se han comprado en Sigma Aldrich. El proceso de ablación para formar las partículas usó un laser pulsado UV(248nm) sobre objetivos de carbón sumergidos en agua. Las nanopartículas de carbón obtenidas no son fluorescentes y necesitaron el siguiente proceso de activación:
Dispersas en 20mL de solución acuosa con 20mL de HNO3 (0,1)M se sometió a mezcla durante 12 h con el fin de activar la superficie de las nanopartículas de carbono, (ii) después se añadió 20 ml de PEG200 y se continuo mezclando durante 28h, (iii) después de 28 h se añadió 2,984 g de N-acetil-L-cisteína (NAC) se dejó mezclar 31 horas más. El carbono obtenido en solución se extrajo seis veces con acetato de etilo con el fin de eliminar los reactivos que no han reaccionado. 1 ml de esta solución purificada se diluyó con 100 ml de agua y constituirá la solución de de trabajo.
3.2. Preparación de las fibras ópticas
Secompraron fibras ópticas de sílice en Thorlabs con un diámetro de núcleo/revestimiento de 600μm. Las puntas de las fibras fueron pulidas cuidadosamente y su revestimiento protector retirado con acetona seguido de un baño con agua desionizada. Para mejorar las eficiencias de excitación y la recolección de la luminiscencia las puntas de la fibra fueron modificadas por ataque químico. Una lenta y controladainmersión de la punta en un 40% de HF obteniendo una forma cónica (en una longitud de fibra 2cm, el diámetro se reduce desde 600 a aproximadamente 200μm).
3.3. Preparación de los soportes de sol-gel y los terminales sensibles.
El proceso sol-gel permite la fabricación de materiales amorfos y policristalinos con características especiales en su composición y propiedades. Su utilidad...