Wikipedia

Spektroskopia SHINERS

Spektroskopia SHINERS (ang. Shell-isolated Nanoparticle-Enhanced Raman Spectroscopy) – rodzaj powierzchniowo wzmocnionej spektroskopii ramanowskiej SERS (ang. Surface-Enhanced Raman Spectroscopy), w której wzrost efektywności rozpraszania ramanowskiego jest indukowany przez nanocząstki plazmoniczne pokryte cienką warstwą przeźroczystego dielektryka np. SiO
2, ZrO
2 lub MnO
2[1][2]. Technika ta została zaproponowana w 2010 roku przez grupę badawczą Tian Zhongqun z chińskiego Xiamen University[3]. Spektroskopia SHINERS polega na pokrywaniu nanorezonatorów elektromagnetycznych warstwą ochronną, a następnie zarejestrowaniu widma Ramana danej powierzchni, na której znajdują się zabezpieczone nanocząstki plazmoniczne. Ważnym aspektem podczas zabezpieczania nanomateriału powłoką ochronną jest jej grubość: warstwa musi być ultra-cienka (2–5 nm), aby nie tłumić wzmocnienia pola elektrycznego generowanego na zewnątrz zabezpieczonego układu plazmonicznego[3].

Zalety edytuj

Główną zaletą metody SHINERS, w stosunku do standardowej metody SERS, jest możliwość jej wszechstronnego zastosowania, także do badania próbek nie wykazujących właściwości plazmonicznych. Pokrycie nanocząstek plazmonicznych warstwą ochronną zapobiega ich aglomeracji, co zwiększa stabilność otrzymanych zoli nanocząstek[4]. Kolejną zaletą jest możliwość zastosowania nanocząstek metali szlachetnych zabezpieczonych powłoką do badań próbek biologicznych, dla których kontakt z metalem ciężkim może powodować zmianę struktury próbki lub denaturację białek[4].

Przykładowe zastosowania edytuj

Tworzenie warstwy ochronnej edytuj

Nanocząstki metali plazmonicznych są najczęściej pokrywane powłoką zabezpieczającą z krzemionki (SiO2), która zwykle powstaje w wyniku rozkładu Na
2SiO
3 lub ortokrzemianu tetraetylu (TEOS), (EtO)
4Si. W przypadku metakrzemianu sodu wykorzystuje się zazwyczaj procedurę zaproponowaną przez Mulvaneya et al. w 2003 roku[9]. Polega ona na dodaniu zakwaszonego roztworu Na
2SiO
3 do zolu otrzymanych wcześniej nanocząstek plazmonicznych i pozostawia się tak sporządzony roztwór na około 6 dni, z włączonym mieszaniem. Druga metoda jest znacznie szybsza, gdzie warstwa krzemionki powstaje poprzez rozkład ortokrzemianu tetraetylu katalizowany przez amoniak[10].

Przypisy edytuj

  1. ↑ Jan Krajczewski i inni, Zirconium(IV) oxide: New coating material for nanoresonators for shell-isolated nanoparticle-enhanced Raman spectroscopy, „Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy”, 193, 2018, s. 480–485, DOI: 10.1016/j.saa.2017.12.064, ISSN 1386-1425 [dostęp 2022-04-07] (ang.).
  2. ↑ Heman Burhanalden Abdulrahman i inni, MnO2-protected silver nanoparticles: New electromagnetic nanoresonators for Raman analysis of surfaces in basis environment, „Applied Surface Science”, 388, 12th International Symposium on Electrochemical/Chemical Reactivity of New Materials, 15th-18th September 2015, Warsaw, Poland, 2016, s. 704–709, DOI: 10.1016/j.apsusc.2016.01.262, ISSN 0169-4332 [dostęp 2022-04-07] (ang.).
  3. ↑ a b Jian Feng Li i inni, Shell-isolated nanoparticle-enhanced Raman spectroscopy, „Nature”, 464 (7287), 2010, s. 392–395, DOI: 10.1038/nature08907, ISSN 1476-4687, PMID: 20237566 [dostęp 2022-04-05].
  4. ↑ a b Jan Krajczewski, Andrzej Kudelski, Shell-Isolated Nanoparticle-Enhanced Raman Spectroscopy, „Frontiers in Chemistry”, 7, 2019, DOI: 10.3389/fchem.2019.00410, ISSN 2296-2646 [dostęp 2022-04-07].
  5. ↑ Aleksandra Michałowska, Maria Żygieło, Andrzej Kudelski, Fe3O4-protected gold nanoparticles: New plasmonic-magnetic nanomaterial for Raman analysis of surfaces, „Applied Surface Science”, 562, 2021, art. nr 150220, DOI: 10.1016/j.apsusc.2021.150220, ISSN 0169-4332 [dostęp 2022-04-07] (ang.).
  6. ↑ Jing-Liang Yang i inni, Quantitative detection using two-dimension shell-isolated nanoparticle film, „Journal of Raman Spectroscopy”, 48 (7), 2017, s. 919–924, DOI: 10.1002/jrs.5151, ISSN 0377-0486 [dostęp 2022-04-05].
  7. ↑ Yao-Hui Wang i inni, In Situ Analysis of Surface Catalytic Reactions Using Shell-Isolated Nanoparticle-Enhanced Raman Spectroscopy, „Analytical Chemistry”, 91 (3), 2019, s. 1675–1685, DOI: 10.1021/acs.analchem.8b05499, ISSN 0003-2700 [dostęp 2022-04-05].
  8. ↑ Daniela Drescher i inni, In situ Characterization of SiO2 Nanoparticle Biointeractions Using BrightSilica, „Advanced Functional Materials”, 24 (24), 2014, s. 3765–3775, DOI: 10.1002/adfm.201304126, ISSN 1616-301X [dostęp 2022-04-05].
  9. ↑ Shawn P. Mulvaney i inni, Glass-Coated, Analyte-Tagged Nanoparticles: A New Tagging System Based on Detection with Surface-Enhanced Raman Scattering, „Langmuir”, 19 (11), 2003, s. 4784–4790, DOI: 10.1021/la026706j, ISSN 0743-7463 [dostęp 2022-04-05] (ang.).
  10. ↑ Jan Krajczewski i inni, Silica-covered star-shaped Au-Ag nanoparticles as new electromagnetic nanoresonators for Raman characterisation of surfaces, „Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy”, 193, 2018, s. 1–7, DOI: 10.1016/j.saa.2017.11.060, ISSN 1386-1425 [dostęp 2022-04-05] (ang.).
Źródło: „https://pl.wikipedia.org/w/index.php?title=Spektroskopia_SHINERS&oldid=67016292”