المحاصرة البصرية للجسيمات النانوية البلازمونية لتوصيف التحليل الطيفي رامان المحسن للسطح في الموقع

يصف هذا البروتوكول نهجا مناسبا لدمج الاصطياد البصري والتحليل الطيفي رامان المحسن سطحيا (SERS) لمعالجة الجسيمات النانوية البلازمونية للكشف الجزيئي الحساس. بدون عوامل تجميعية ، يقوم ليزر الاصطياد بتجميع الجسيمات النانوية البلازمونية لتعزيز إشارات SERS للتحليلات المستهدفة للقياسات الطيفية في الموقع .

يوفر هذا البروتوكول تحكما مكانيا وزمنيا لتجميع الجسيمات النانوية النشطة في SERS في حالة عدم وجود عوامل تجميع لتحقيق الكشف الحساس عن التحليلات المستهدفة. الميزة الرئيسية لطريقتنا هي عدم استخدام عوامل التجميع لتوليد مجموعة الجسيمات النانوية النشطة SERS لذلك يتم استخدامها بشكل مناسب لتحليل الجزيئات الحيوية الحساسة في ظل الظروف الفسيولوجية. إنها منصة واعدة للكشف عن جزيئات التحليل مثل المؤشرات الحيوية للمرض في المحاليل وتحت الظروف الفسيولوجية في نظام الموائع الدقيقة.

عند استخدام هذه الطريقة لأول مرة ، قد يحتاج الباحث إلى ضبط طاقة الليزر المحاصرة ، ووقت التشعيع ، وتركيز الجسيمات النانوية الفضية لتحقيق أفضل أداء. للبدء ، قم بتوجيه شعاع ليزر 532 نانومتر إلى المنفذ المرن لمجهر الملقط البصري. قم بمحاذاة شعاع الليزر الذي يبلغ طوله 532 نانومتر في مسارات الاستريو مزدوجة الطبقة لمجهر الملقط البصري مع مرآة ثنائية اللون طويلة التمرير بطول 750 نانومتر لدمجها مع أشعة الليزر الأصلية للاحتباس للتركيز على غرفة العينة.

اجمع الضوء المتناثر من غرفة العينة باستخدام مرآة ثنائية اللون طويلة التمرير بطول 750 نانومتر وأعد توجيهها إلى مطياف يحتوي على كاميرا جهاز مقترن بالشحن مبرد بالنيتروجين السائل. ضع مرشحا من الشق 532 نانومتر أمام فتحة مدخل مقياس الطيف قبل الاكتساب الطيفي. نظف الشريحة الزجاجية وقم بتغطية الانزلاق بالماء والإيثانول.

قم بتوصيل شريط الإطار بالشريحة الزجاجية لإنشاء غرفة. أضف بضع قطرات من محلول DSNB للجسيمات النانوية الفضية في الإطار. ضع الغطاء على شريط الإطار وقم بإغلاقه.

أضف النيتروجين السائل إلى حاوية كاميرا الجهاز المقترن بالشحن المبرد بالنيتروجين السائل حتى تصل درجة الحرارة إلى 120 درجة مئوية تحت الصفر. قم بحظر مسار شعاع مسبار رامان باستخدام شاشة أمان ليزر مغناطيسية ، ثم قم بتشغيل ليزر مصدر إثارة رامان الذي يبلغ طوله 532 نانومتر. قم بإصلاح غرفة العينة باستخدام محلول DSNB للجسيمات النانوية الفضية على حامل الغرفة.

أضف الماء إلى الهدف المغمور بالماء ، ثم ضع حامل الغرفة على الفور على المسرح الدقيق فوق الهدف. قم بإسقاط زيت الغمر أعلى الغطاء ووضع المكثف المغمور بالزيت لتصور الجسيمات على كاميرا المجهر. اضبط موضع Z للهدف عن طريق تدوير مقبض المجهر حتى يتم تركيز شعاع مسبار رامان الذي يبلغ طوله 532 نانومتر على السطح الزجاجي السفلي للحجرة ، مما يظهر بقعة بيضاء على كاميرا المجهر.

اضبط مواضع X و Y للمرحلة الدقيقة لتحريك الغرفة لوضع المنطقة الوسطى من الغرفة في البقعة البيضاء. افتح برنامج التحكم البصري في الملقط واستخدم التحكم في عصا التحكم المجهزة لتحريك ليزر الاصطياد 1،064 نانومتر للتداخل مع البقعة البيضاء. بعد ذلك ، اضبط مقبض المجهر لتحريك موضع Z للهدف لأعلى.

قم بتشغيل ليزر الاصطياد بسعة 1،064 نانومتر لجذب جسيمات الفضة النانوية في غرفة العينة وإنشاء مجموعة جسيمات الفضة النانوية البلازمونية. اخفض شعاع الليزر المحاصر لتجنب ارتفاع درجة الحرارة أو تكوين الفقاعات عند الحاجة. اضبط موضع المرحلة الدقيقة للعينة لوضع البقعة المظلمة من مجموعة الجسيمات النانوية الفضية البلازمونية تحت تركيز شعاع مسبار رامان الذي يبلغ طوله 532 نانومتر لإجراء قياسات طيفية.

ضع مرشحات الكثافة المحايدة أمام منفذ ليزر رامان بسعة 532 نانومتر لضبط الطاقة إلى 10 ميجاوات. أدخل وقت الاكتساب في لوحة الإعداد في برنامج الطيف وانقر على زر الحصول لبدء الاكتساب الطيفي. بدون ليزر المحاصرة ، ولدت الجسيمات النانوية الفضية المنتشرة في غرفة العينة طيفا أسود.

يمكن أن تؤدي زيادة الطاقة وتمديد وقت تشعيع ليزر الاصطياد إلى جذب المزيد من الجسيمات النانوية الفضية وتوليد بقعة داكنة. وبما أن جسيمات الفضة النانوية المشتتة كانت تحت الحركة البراونية، فإن تقاطعات الجسيمات كانت كبيرة وغير مستقرة. كانت الكثافة الإجمالية ل DSNB في مجموعة الجسيمات النانوية الفضية البلازمونية أعلى من تلك الموجودة في جسيم الفضة النانوي المشتت.

وبالنظر إلى شدة الذروة المميزة عند 1، 444 سنتيمترا معكوسا، يمكن أن توفر مجموعة الجسيمات النانوية الفضية البلازمونية تعزيزا بمقدار 50 ضعفا تقريبا لإشارة رامان الطيفية المعززة سطحيا ل DSNB مقارنة بالجسيمات النانوية الفضية المشتتة. تم رسم شدة القمم المميزة ل DSNB عند 1 و 152 و 1 و 444 و 1 ، 579 سم عكسيا عبر أطياف رامان ال 20 المعززة بالسطح كرسوم بيانية مع انحرافات معيارية نسبية تبلغ 6.88 و 6.59 و 5.48٪ على التوالي. أهم شيء في هذا الإجراء هو تحديد موقع ليزر مسبار رامان 532 نانومتر وتداخله مع ليزر الاصطياد 1،064 نانومتر.

تمهد هذه التقنية الطريق للباحثين للكشف عن جزيئات التحليل مع التحكم المكاني والزماني في ظل الظروف الفسيولوجية للتحليل المستقبلي في الجسم الحي.