Реєстраційний номер
0223U005600,
(0120U104249)
, Науково-дослідна робота
Назва роботи
Новітня SERS-наноплатформа для ефективного детектування біомолекул та патогенів
Назва етапу роботи
Гібридні SERS-підкладки з додаванням колоїдних НЧ золота або срібла. Мультиплексні SERS-підкладки. Оптимізація мультиплексної SERS-підкладки. SERS-toolkit – SERS-мульти-підкладки типу "4-в-1" або "6-в-1"
Керівник роботи
Джаган Володимир Миколайович, Доктор фізико-математичних наук
Дата реєстрації
25-12-2023
Організація виконавець
Інститут фізики напівпровідників імені В. Є. Лашкарьова Національної академії наук України
Опис роботи
Метою проєкту є розробка фізико-хімічних принципів надчутливого і селективного детектування біомолекул і патогенів методом SERS-спектроскопії та нових технологічних підходів до формування наноструктурованих SERS-підкладок з високою спорідненістю та селективністю до цільових молекул, як основи інтелектуальних інструментів біомедичного тестування.
Опис етапу
Розроблено простий метод виготовлення ефективних SERS підкладок з морфологією інвертованих пірамід, який включає оригінальний одноетапний синтез високомонодисперсних сфер SiO2 при кімнатній температурі, їх швидку самозбірку на спеціальній підкладці і термічне випаровування шару срібла, товщиною кілька нанометрів. Отримані SERS підкладки є досить ефективними вже при збудженні раманівських спектрів лазерним випромінюванням з exc = 457 нм, але їхню ефективність можна значно підвищити, а резонансне збудження змістити до exc = 532 нм шляхом короткочасного відпалу SERS підкладок в атмосфері аргону.
Розроблені підкладки дозволяють легко виявляти концентрації родаміну 6G до 10-13 М. Продемонстровано високу ефективність таких SERS підкладок для детектування нерезонансних аналітів, зокрема лізоциму та інших біомолекул, функціоналізацію якими було проведено з як біологічних буферів, так і водних розчинів.
Висока ефективність розроблених SERS підкладок досягається за рахунок того, що запропонована морфологія сприяє утворенню численних «гарячих точок» в місцях очікуваної локалізації (збагачення) аналіту під час сушіння розчинника – в проміжках між сферами SiO2 – тобто в вершинах інвертованих пірамід. Більше того, така морфологія, імовірно, зменшує негативні ефекти термофорезу, який інакше може відштовхнути аналіт від «гарячих точок» і рідко розглядається в контексті SERS.
Розроблено новий підхід до формування SERS підкладок для мультиплексного детектування, який полягає у поєднанні набору окремих плазмонних наноструктур з різними характеристиками морфології та спектрального положення плазмонного резонансу.
Продемонстровано принципову можливість досягнення додаткового підсилення раманівського сигналу за рахунок регулювання відстані між плазмонними НЧ, тобто оптимізації конфігурації «гарячих точок», шляхом використання еластичної підкладки.
Опис продукції
Автори роботи
Ісаєва Оксана Федорівна
Бузіашвілі Анастасія Юріївна
Грещук Олександр Михайлович
Капуш Ольга Анатоліївна
Мазур Назар Володимирович
Пірко Ярослав Васильович
Сахарова Владислава Геннадіївна
Смірнов Олександр Євгенович
Юхимчук Володимир Олександрович
Додано/оновлено в НРАТ
2023-12-25
