Предложен несложный и действенный способ оптимизации плазмонных сенсоров, применяемых в способе поверхностного усиления рамановского рассеяния. Техника не требует специального оборудования и возможно коммерциализована без особых затрат.

Смотрите кроме этого: Золотые нанопальчики защитят младенцев от токсинов

В компании Hewlett-Packard создан новый сенсор для переносных рамановских спектрометров, разрешающий облегчить процедуру контроля качества молочных продуктов и тем самым предохранить детей и взрослых от смертельных токсинов, каковые нет-нет да и видятся в китайском сырье. Это произошло в 2008 году.

Рак, патогены в пищевых продуктах, биологические угрозы (в аэропортах) — всё это возможно найдено посредством способа поверхностного усиления рамановского рассеяния (SERS). Но с целью достижения приемлемых уровней чувствительности, каковые всегда повышаются, оптический сигнал от детектируемых молекул испытывает недостаток в резком усилении, что требует оптимизации применяемых сейчас SERS-сенсоров.

Сотрудники инжиниринга и Института материаловедения A*STAR (Сингапур) создали высокоупорядоченный массив плотноупакованных кластеров наночастиц золота, разрешающий существенно улучшить характеристики SERS-сенсоров.

Схематическое представление нанокластерных SERS-сенсоров на планарной поверхности и на кончике оптоволокна. Красным продемонстрированы детектируемые молекулы. (Илл. ACS.)

Так именуемое рамановское (комбинационное) рассеяние появляется тогда, в то время, когда молекулы рассеивают свет, протяженность волны которого отличается от длины падающего на пример излучения. Такие молекулы смогут быть детектированы посредством особых наноструктурных SERS-сенсоров, для чего молекулы помещаются на поверхность железных наночастиц, каковые после этого освещаются лазерным источником с определённой длиной волны.

Напомним: поверхностные плазмоны взаимодействуют со светом, снабжая эффект поверхностного усиления рамановского рассеяния света. Локализованные плазмоны присутствуют на поверхности наночастиц металлов, таких как золото и серебро. В частности, поверхностный плазмонный резонанс употребляется в биохимии для определения тех либо иных молекул.

Так, совершенная поверхность SERS-сенсора обязана, во-первых, владеть плотной упаковкой наноразмерных частиц металла (золота либо серебра) для обеспечения результата поверхностного усиления рамановского сигнала; во-вторых, быть высокорегулярной для повторяющихся уровней сигнала; в-третьих, быть экономичной в конструировании и надёжной в применении.

Дабы максимально удовлетворить всем названным требованиям, были взяты регулярные комплекты хорошо упакованных нанокластеров золота. Кроме создания эргономичных в применении плоских подложек для размещения кластеров, тем же нанокластерным комплектом был покрыт кончик оптоволоконного кабеля, что может иметь серьёзное практическое значение при проведении удалённого мониторинга — к примеру, при токсичного загрязнения.

Комплекты кластеров были взяты способом самосборки, с применением в качестве затравки особых полимерных частиц, кроме этого самоформирующихся на поверхности подложки. Намного более небольшие золотые частицы спонтанно приклеивались к поверхности затравки, образуя кластеры. Меняя плотность и размеры полимера [полистирол-блок-поли(2-винилпиридин)], исследователи осуществляли контроль плотность и размер образующихся золотых кластеров, что в конечном счете разрешило достигнуть максимального SERS-усиления.

Предложенная техника создания SERS-сенсоров может кроме этого похвастаться эффективностью: менее 10 мг полимера и 100 мг золотых наночастиц требуется для покрытия подложки диаметром 10 см либо 200 кончиков оптоволоконных кабелей. Полимер и наночастицы золота возможно дёшево создавать в произвольных количествах (цена самого металла — разговор отдельный, не смотря на то, что она относительно низка). Совокупность есть всецело самоорганизующейся и не требует ни особого оборудования, ни созданных на заказ «чистых помещений» — соответственно, подходит для коммерческого производства.

Подробнее о разработке новых SERS-сенсоров возможно определить из статьи, размещённой в издании ACS Nano.

Подготовлено по данным A*STAR Research.

Создатель: Роман Иванов

Java RegEx. Урок 3. Группы регулярных выражений