Surface Plasmon Resonance (SPR) como paradigma en el desarrollo de sensores ópticos

El fenómeno de Surface Plasmon Resonance (SPR) se basa en la interacción de la luz con los electrones en una lámina metálica delgada con un ángulo de incidencia particular. Este ángulo de incidencia que desencadena la SPR está relacionado con el índice de refracción del material. Se genera una resonancia que puede ser medida y utilizada para detectar cambios en la superficie, como la unión de biomoléculas o la variación en la concentración de ciertos compuestos.

Las primeras observaciones relacionadas con el SPR en superficies metálicas fueron realizas por el físico estadounidense Robert W. Wood en 1902, sin llegar a comprender completamente el fenómeno. Una teoría más detallada fue propuesta en 1960 por Rainer Kretschmann y A. Otto, con el desarrollo de un modelo utilizando un prisma de alta refracción para excitar los plasmones en una película delgada metálica.

SariSabban - Sabban, Sari (2011) Development of an in vitro model system for studying the interaction of Equus caballus IgE with its high- affinity FcεRI receptor (PhD thesis), The University of Sheffield

En la década de 1980, se comenzaron a desarrollar sensores SPR para aplicaciones biológicas y químicas, especialmente en la detección de interacciones biomoleculares (como proteínas, ADN, etc.), así como aplicaciones de diagnóstico, como la biosensibilidad y la detección de antígenos y anticuerpos.

El avance en la miniaturización de los dispositivos SPR hizo posible la creación de sensores más pequeños y eficientes, y la introducción de los sensores SPR basados en fibra óptica en los 90s trajo consigo la realización de mediciones en entornos más complejos y remotos.

La incorporación de nanotecnología y nanomateriales ha permitido el desarrollo de SPR plasmones localizados (LSPR), mejorando la sensibilidad de los sensores SPR.

En la actualidad, el desarrollo de señores basados en el fenómeno de SPR continúa siendo un área activa de desarrollo e innovación, y donde trabajamos arduamente investigadores de la UPNA, en búsqueda de nuevas aplicaciones y configuraciones como, por ejemplo, la configuración planar utilizando como guías de ondas portaobjetos o cubreobjetos trayendo como principales ventajas el abaratamiento de costos y mayor robustez, con el fin de ofrecer soluciones más flexibles, compactas y con mayor aplicabilidad en el mundo real.

Este paradigma de la ciencia resalta cómo los avances en la comprensión de fenómenos físicos, como la resonancia plasmónica, pueden transformar y mejorar las herramientas tecnológicas aplicadas en diversas disciplinas científicas.