ИСТИНА

Эффект гигантского комбинационного рассеяния заключается в тысячекратном усилении КР-сигнала от органических молекул в присутствии металлических наноструктур с эффектом поверхностного плазмонного резонанса. Морфология наноструктур и их размер определяют спектр экстинкции субстратов и эффективность плазмонного резонанса. Целью данного проекта является создание высокочувствительного полихроматического элемента сенсорного устройства с помощью подходов трафаретной и струйной печати, а также метода перьевой литографии. Преимуществом полихроматического оптически-активного субстрата является его многофункциональность в отношении анализа аналитов различной природы. Данный проект направлен на изучение инженерных аспектов процедуры формирования субстратов и предусматривает разработку технологических приемов печати подобных структур, позволяющих формировать мозаичную планарную систему с доменами с поверхностным плазмонным резонансом в различных диапазонах видимой области спектра. Будет осуществлено точечное нанесение наноструктур золота и серебра на поверхность инвертированных опалов или полупроводниковых сульфидных субстратов для достижения максимального резонансного усиления сигнала. Чувствительность полученных чиповых систем будет увеличена за счет формирования верхнего предадсорбционного слоя на основе пористых пленок оксида графена или хитозана. Субстраты будут изучены на предмет усиления сигнала ряда модельных биоаналитов и лекарственных препаратов с применением набора возбуждающих лазеров. Исследование термической стабильности, фотостабильности и способности к регенерации систем позволит ответить на вопрос о возможности повторного применения субстратов и снижения их себестоимости.

A new reactive ink based on a silver citrate complex of was proposed for a photochemical route to surface-enhanced Raman spectroscopy active substrates with controllable extinction spectra. The drop-cast test of the ink revealed homogeneous nucleation of silver and colloid particle growth originating directly from photochemical in situ reduction in droplets while the following evaporation of the deposited ink produced just small nano and micron-size particles. The prepared nanostructures and substrates were accurately characterized by electron microscopy methods and optical extinction spectroscopy. Varying the duration of UV irradiation allows tuning the morphology of individual silver nanoparticles forming hierarchical ring structures with numerous “hot spots” for most efficient Raman enhancement. Raman measurements of probe molecules of rhodamine 6G and methylene blue reached the largest signal enhancement of 106 by the resonance effects.

Работы, запланированные в рамках проекта, включают следующие основные направления: - Синтез и оптимизация лабораторных методик получения материалов оптически-активных неорганических и преадсорбирующих слоев сенсорных устройств. - Разработка технологий печати (включая подходы трафаретной печати, струйной печати и перьевой литографии) для формирования оптически-активных и преадсорбирующих покрытий сенсорных систем масштабируемо. - Анализ коэффициента усиления КР при анализе стандартных модельных аналитов и набора аналитов, выбранных в роли примеров ключевых лекарственных препаратов, с использованием созданных планарных оптически-активных систем, в том числе полихроматических. - Анализ адсорбционных свойств выбранного ряда преадсорбирующих слоев в отношение модельных аналитов и набора аналитов, представляющих примеры ключевых лекарственных препаратов. - Формирование сэндвичевой структуры сенсорного элемента нового поколения с использованием методик, выделенных в качестве оптимальных, на предыдущих этапах работ. - маркетинговое исследование перспектив использования подходов печати в создании элементов сенсорных систем (чипов).

Авторы проекта имеют обширный опыт анализа спектров ГКР для биологических систем и биоаналитов, нефтепродуктов, фармацевтических и отравляющих веществ.

Целью данного проекта является создание полихроматического элемента сенсорного устройства (чипа) с помощью подходов трафаретной и струйной печати, а также перьевой литографии. Данные методы выбраны в связи с простотой тиражирования субстратов, низкой себестоимостью необходимого оборудования, очевидностью физико-химических и инженерных задач. Полихроматический субстрат является универсальным решением для эффективного усиления сигнала от анализируемых проб различной природы, обладающих различными собственными спектрами поглощения.