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Articolo metodologico

Osservazione e analisi del lampeggiante superficie-enhanced Raman Scattering

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DOI:

10.3791/56729

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11 gennaio 2018

In questo articolo

Sommario

Questo protocollo descrive l'analisi del lampeggiante superficie-enhanced Raman scattering dovuto il cammino casuale di una singola molecola su una superficie d'argento utilizzando leggi di potenza.

Abstract

Da una singola molecola in un incrocio di nanoaggregati argento, lampeggiante superficie-enhanced Raman scattering (SERS) è osservato. Qui, un protocollo è presentato su come preparare il SERS-attivo argento nanoaggregati, registrare un video di alcuni punti lampeggianti dell'immagine microscopica e analizzare le statistiche di lampeggiante. In questa analisi, una legge di potenza riproduce le distribuzioni di probabilità per eventi luminosi rispetto alla loro durata. Le distribuzioni di probabilità per eventi oscuri sono dotate di una legge di potenza con una funzione esponenziale. I parametri della legge di potere rappresentano il comportamento molecolare negli Stati sia chiaro e scuri. Il modello di random walk e la velocità della molecola su tutta la superficie d'argento può essere stimati. È difficile stimare anche quando si utilizzano medie, funzioni di autocorrelazione e super-risoluzione SERS imaging. In futuro, analisi di legge di potenza dovrebbero combinarsi con imaging spettrale, perché le origini del lampeggiante non possono essere confermate da questo metodo di analisi da solo.

Introduzione

Superficie-enhanced Raman scattering (SERS) è altamente sensibile spettroscopia Raman da una superficie di metallo nobile. Poiché lo spettro Raman fornisce informazioni dettagliate sulla struttura molecolare sulla base delle posizioni di picco acuto, attraverso i modi vibrazionali di gruppi funzionali nelle molecole, è possibile analizzare le informazioni di una singola molecola su una superficie metallica usando SERS1,2,3. Da un argento nanoaggregati con un adsorbato a livello di singola molecola, un segnale lampeggio è osservato1,

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Protocollo

1. preparazione del campione

  1. Preparazione di nanoparticelle di argento colloidale 20
    1. Per fabbricare le nanoparticelle d'argento colloidale, sciogliere 0,030 g di nitrato d'argento e 0,030 g di citrato trisodico biidrato in 150 mL di acqua in un pallone a fondo tondo 200 mL.
    2. Combinare la beuta con un refrigerante a ricadere (Dimroth).
    3. Agitare la soluzione in un matraccio con una barra magnetica di agitatore e mescolare. Quindi, riscaldare la soluzione mescolando nel matraccio in bagno d'olio a 150 ° C per 60 min.
      Nota: La soluzione diventerà grigio giallo, poi latteo.
    4. Raffre....

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Risultati

Dall'argento nanoaggregati con poli-L-lisina preparato dal protocollo 1.2, si osservano macchie multicolore lampeggiante da SERS e superficie-enhanced fluorescenza, come illustrato nella Figura 111. Al contrario, monotoni punti colorati lampeggiante da SERS sono stati osservati per i nanoaggregati d'argento con le molecole di colorante preparate dal protocollo 1.37,8,

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Discussione

Dallo svincolo di nanoaggregati argento, SERS è emessa. Quindi, abbiamo bisogno di preparare nanoaggregati piuttosto che nanoparticelle colloidali, che sono coperti con gli anioni citrato. Aggregati d'argento sono formati dall'effetto creato tramite l'aggiunta di poli-L-lisina, che ha -NH3+ ed è l'origine della SERS, la salatura o cationi Na+ da NaCl, come mostrato in Figura S2 del materiale supplementare. Inoltre, per illuminare i molti punti nella vasta area, il raggio .......

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Dichiarazioni

L'autore non ha nulla di divulgare.

Ringraziamenti

L'autore ringrazia il Prof Y. Ozaki (Kwansei Gakuin University) e Dr. T. Itoh (National Institute of Advanced Industrial Science and Technology) per la loro proficua discussione su quest'opera. Questo lavoro è stato supportato da KAKENHI (sovvenzione per Scientific Research C) dal Ministero della pubblica istruzione, cultura, sport, scienza e tecnologia (n. 16K 05671).

....

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Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo
NomeAziendaNumero di catalogoCommenti
Nitrato d'argento, 99,8%Wako194-00832
Citrato trisodico diidrato, 99. %Wako191-01785
Soluzione acquosa di poli-L-lisina, 0,1%Sigma-AldrichP8920
3,3'-disolfopropiltiacianina trietilamminaHayashibara Biochemical LaboratoriesNK-2703un tipo di coloranti
tiacianina3,3'-dietil-5,5'-dicloro-9-metiltiacarbocianina sale di iodioHayashibara Biochemical LaboratoriesSMP-9un tipo di coloranti tiacarobocianina
Cloruro di sodio, 99,5%Wako191-01665
Condensatore DimrothIwaki61-9722-22perchased from AS ONE
Agitatore magneticoCorningDC-420D
Bagnod'olioAdvantechOS-220
Lastra di vetroMatsunamiS-1112Soffiatore per vetrini per microscopio
HozanZ-288Spolverino d'aria
Penna bloccante per liquidiDaido SangyoLIQUID BLOCKER (Super Pap Pen). Penna barriera idrofobica pronta all'uso progettata per applicazioni di immunoistochimica
Microscopio invertitoOlympusIX-70
ObiettivoOlympusLCPlanFl 60×NA 0,7
Condensatore a campo scuroOlympusU-DCDNA 0.8– 0.92
Telecamera CCD digitale raffreddataHamamatsuORCA-AGcontrollata dal software Aqua Cosmos
Software per la telecamera CCD digitale raffreddataHamamatsuAquaCosmosutilizzata anche per la derivazione dei profili temporali dai punti lampeggianti nel video 
Telecamera CCD a coloriELMOTNC-C920non utilizzata per l'analisi
DPSS laserRGB sistema laserNovaPro532-75λ = 532 nm;
60 mW (corrisponde a una densità di potenza di 600 W/cm2)
Filtro interferenzeSemrockLL01-532-12.5
Filtro passa-lungoSemrockBLP01-532R-25
Software per la distinzione e il conteggio degli eventi luminosi/scuricamerieraprogrammata da C++
Software per il montaggio tramite una legge di potenza: LightStoneOrigin6.1
: : ,

Riferimenti

  1. Qian, X. M., Nie, S. M. Single-molecule and single-nanoparticle SERS: from fundamental mechanisms to biomedical applications. Chem. Soc. Rev. 37, 912-920 (2008).
  2. Pieczonka, N. P. W., Aroca, R. F. Single molecule analysis by surfaced-enhanced Raman s....

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Ristampe e permessi

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