title: Surface Enhanced Raman Scattering and Gated Materials for Sensing Applications: The Ultrasensitive Detection of Mycoplasma and Cocaine.
abstract: We present herein a novel combination of gated mesoporous silica nanoparticles (MSNs) and surface-enhanced Raman scattering (SERS) for sensing applications. As a proof-of-concept, we show the design of a system comprising MSNs loaded with crystal violet (CV), a molecule with high Raman cross section acting as SERS reporter, and capped with either a suitable DNA sequence for the detection of Mycoplasma genomic DNA or with an aptamer that selectively coordinates cocaine. In both cases the presence of the corresponding target analyte in solution (i.e., genomic DNA or cocaine) resulted in the release of CV. CV delivery was detected by SERS upon adsorption on gold nanotriangles (AuNTs), which display an efficient electromagnetic field enhancement and a high colloidal stability. By using this novel procedure a limit of detection of at least 30 copies DNA per μL was determined for the detection of Mycoplasma genomic DNA, whereas cocaine was detected at concentrations as low as 10 nm.
authors: Instituto Interuniversitario de Investigación de Reconocimiento Molecular y Desarrollo Tecnológico, Unidad Mixta Universitat Politècnica de València, Universitat de València, Camino de Vera s/n, 46022, Valencia, Spain.|CIBER de Bioingeniería, Biomateriales y Nanomedicina (CIBER-BBN), Spain.
authors: Mar
authors: M
authors: Oroval
authors: Bionanoplasmonics Laboratory, CIC biomaGUNE, Paseo de Miramón 182, 20009, Donostia-San Sebastián, Spain.
authors: Marc
authors: M
authors: Coronado-Puchau
authors: Bionanoplasmonics Laboratory, CIC biomaGUNE, Paseo de Miramón 182, 20009, Donostia-San Sebastián, Spain.
authors: Judith
authors: J
authors: Langer
authors: Bionanoplasmonics Laboratory, CIC biomaGUNE, Paseo de Miramón 182, 20009, Donostia-San Sebastián, Spain.
authors: Marta Norah
authors: MN
authors: Sanz-Ortiz
authors: Instituto Interuniversitario de Investigación de Reconocimiento Molecular y Desarrollo Tecnológico, Unidad Mixta Universitat Politècnica de València, Universitat de València, Camino de Vera s/n, 46022, Valencia, Spain.|CIBER de Bioingeniería, Biomateriales y Nanomedicina (CIBER-BBN), Spain.
authors: Ángela
authors: Á
authors: Ribes
authors: Instituto Interuniversitario de Investigación de Reconocimiento Molecular y Desarrollo Tecnológico, Unidad Mixta Universitat Politècnica de València, Universitat de València, Camino de Vera s/n, 46022, Valencia, Spain.|CIBER de Bioingeniería, Biomateriales y Nanomedicina (CIBER-BBN), Spain.
authors: Elena
authors: E
authors: Aznar
authors: Instituto Interuniversitario de Investigación de Reconocimiento Molecular y Desarrollo Tecnológico, Unidad Mixta Universitat Politècnica de València, Universitat de València, Camino de Vera s/n, 46022, Valencia, Spain.|CIBER de Bioingeniería, Biomateriales y Nanomedicina (CIBER-BBN), Spain.
authors: Carmen
authors: C
authors: Coll
authors: Instituto Interuniversitario de Investigación de Reconocimiento Molecular y Desarrollo Tecnológico, Unidad Mixta Universitat Politècnica de València, Universitat de València, Camino de Vera s/n, 46022, Valencia, Spain.|Departmento de Química, Universitat Politècnica de València, Camino de Vera s/n, 46022, València, Spain.|CIBER de Bioingeniería, Biomateriales y Nanomedicina (CIBER-BBN), Spain.
authors: María Dolores
authors: MD
authors: Marcos
authors: Instituto Interuniversitario de Investigación de Reconocimiento Molecular y Desarrollo Tecnológico, Unidad Mixta Universitat Politècnica de València, Universitat de València, Camino de Vera s/n, 46022, Valencia, Spain.|Departmento de Química, Universitat Politècnica de València, Camino de Vera s/n, 46022, València, Spain.|CIBER de Bioingeniería, Biomateriales y Nanomedicina (CIBER-BBN), Spain.
authors: Félix
authors: F
authors: Sancenón
authors: Bionanoplasmonics Laboratory, CIC biomaGUNE, Paseo de Miramón 182, 20009, Donostia-San Sebastián, Spain. llizmarzan@cicbiomagune.es.|Ikerbasque, Basque Foundation for Science, 48013, Bilbao, Spain. llizmarzan@cicbiomagune.es.|CIBER de Bioingeniería, Biomateriales y Nanomedicina (CIBER-BBN), Spain. llizmarzan@cicbiomagune.es.
authors: Luis M
authors: http://orcid.org/0000-0002-6647-1353
authors: LM
authors: Liz-Marzán
authors: Instituto Interuniversitario de Investigación de Reconocimiento Molecular y Desarrollo Tecnológico, Unidad Mixta Universitat Politècnica de València, Universitat de València, Camino de Vera s/n, 46022, Valencia, Spain. rmaez@qim.upv.es.|Departmento de Química, Universitat Politècnica de València, Camino de Vera s/n, 46022, València, Spain. rmaez@qim.upv.es.|CIBER de Bioingeniería, Biomateriales y Nanomedicina (CIBER-BBN), Spain. rmaez@qim.upv.es.
authors: Ramón
authors: R
authors: Martínez-Máñez
mesh_terms: D000327:Adsorption; D052157:Aptamers, Nucleotide / Q000737:chemistry; D015374:Biosensing Techniques; D003042:Cocaine / Q000032:analysis*; D004269:DNA, Bacterial / Q000032:analysis; D006046:Gold / Q000737:chemistry; D009174:Mycoplasma / Q000235:genetics / Q000302:isolation & purification*; D049329:Nanostructures / Q000737:chemistry*; D010316:Particle Size; D011092:Polyethylene Glycols / Q000737:chemistry; D016062:Porosity; D012822:Silicon Dioxide / Q000737:chemistry; D013059:Spectrum Analysis, Raman; D013499:Surface Properties
chemical_list: D052157:Aptamers, Nucleotide; D004269:DNA, Bacterial; D011092:Polyethylene Glycols; D006046:Gold; D012822:Silicon Dioxide; D003042:Cocaine
keywords: Mycoplasma; biosensors; cocaine; gated materials; surface enhanced Raman spectroscopy