Beobachtung und Analyse der Oberfläche-enhanced Raman-Streuung zu blinken

Das übergeordnete Ziel dieser Analyse der durch Blinkende Oberfläche verstärkten Raman-Streuung ist es, das Verhalten einzelner Moleküle auf Metall-Nanopartikeloberflächen zu untersuchen. Diese Methode kann dazu beitragen, Schlüsselfragen in der Grenzflächen- und Korallenforschung über das Arbeitsverhalten von Fest-Flüssig-Grenzflächen zu beantworten. Der Hauptvorteil dieser Technik besteht darin, dass viele Daten gesammelt werden können, da etwa ein Dutzend blinkende Flecken gleichzeitig in einem Video beobachtet werden können. Um diesen Vorgang zu starten, waschen Sie zwei Glasobjektträger mit Flüssigwaschmittel und Leitungswasser.

Spülen Sie die Objektträger mit destilliertem Wasser ab und lassen Sie sie an der Luft trocknen. Tragen Sie anschließend eine wässrige Lösung von 0,1 % Poly-L-Lysin auf einen trockenen Objektträger auf. Lassen Sie die Lösung zwei bis drei Sekunden lang auf dem Objektträger ruhen.

Verwenden Sie dann ein Druckluftgebläse, um die überschüssige Lösung zu entfernen und den Objektträger zu trocknen. Tragen Sie anschließend eine Suspension aus kolloidalen Silbernanopartikeln auf den Objektträger auf. Lassen Sie die Aufhängung zwei bis drei Sekunden einwirken.

Trocknen Sie die Rutsche mit Druckluft. Verwenden Sie dann einen hydrophoben Barrierestift, um einen 26 Millimeter x 26 Millimeter großen Bereich auf dem Objektträger vollständig zu umschließen. Lassen Sie die Barriere trocknen.

Lassen Sie destilliertes Wasser auf die Rutsche fallen, um den geschlossenen Bereich zu füllen. Decken Sie den Objektträger mit dem zweiten sauberen, trockenen Glasobjektträger ab, um Wasserverdunstung zu verhindern. Platzieren Sie die Objektträgerbaugruppe auf dem Probentisch des inversen Mikroskops.

Beleuchten Sie den Objektträger mit weißem Licht durch einen Dunkelfeldkondensator. Fokussieren Sie sich auf Flecken verschiedener Farben, indem Sie von einer 2-fach-Objektivlinse zu einer 60-fach-Objektivlinse wechseln. Verwenden Sie als Nächstes einen diodengepumpten Festkörper-Dauerstrichlaser mit 532 Nanometern, einen Bandpass-Interferenzfilter und eine Linse, um die Probe mit einem abgeschwächten Strahl in einem Winkel von 30 Grad relativ zur Probenoberfläche zu beleuchten.

Verschieben Sie die Laserbeleuchtung in die Mitte der Ansicht und passen Sie die z-Richtung des Probentisches leicht an, um den Fokus auf die Spots zu verfeinern. Betrachten Sie die Aggregate als monotone Flecken vor einem einheitlichen Hintergrund. Schalten Sie als Nächstes den Laser aus und setzen Sie einen Filter mit langer Durchlasskante nach der Objektivlinse ein.

Beleuchten Sie die Probe mit dem Laser in einem Winkel von 30 Grad relativ zur Probenoberfläche durch den Interferenzfilter und die externe Linse. Bewegen Sie die Bühne in x- und y-Richtung, um die blinkenden Punkte zu finden. Verwenden Sie dann eine tiefkühle digitale CCD-Kamera mit einer Bildzeit von 61 bis 120 Millisekunden, um ein 20-minütiges Video der Spots aufzunehmen.

Um die Analyse zu starten, öffnen Sie das aufgenommene Video in der CCD-Kamerasoftware. Klicken und ziehen Sie, um Bereiche mit und ohne blinkende Punkte auszuwählen. Führen Sie eine zeitliche Analyse durch, um ein Signalintensitäts-Zeitprofil für die Flecken und dunklen Bereiche abzuleiten.

Erstellen Sie auf diese Weise Profile für alle blinkenden Flecken und dunklen Bereiche von Interesse. Generieren Sie dann Wahrscheinlichkeitsverteilungen für helle und dunkle Ereignisse relativ zu ihrer Dauer. Mehrfarbige blinkende Flecken wurden von SERS von Silber-Nano-Aggregaten beobachtet, die mit Poly-L-Lysin-beschichteten Objektträgern hergestellt wurden.

Das Blinksignal wird auf den Random Walk einzelner Moleküle an Silber-Nano-Aggregatverbindungen zurückgeführt. Die Signale des einzelnen Nanoaggregats zeigten im Gegensatz zur blinkenden Fluoreszenz eines Quantenpunkts im Laufe der Zeit unterschiedliche Intensitäten. Der Schwellenwert für helle Ereignisse wurde auf drei Standardabweichungen über der Ausgangsintensität festgelegt, und die Dauer von hellen und dunklen Ereignissen wurde für jeden Punkt bestimmt.

Die Wahrscheinlichkeitsverteilung heller Ereignisse wurde gegen die Ereignisdauer als Linie und ein logarithmisches Diagramm dargestellt, während die Wahrscheinlichkeitsverteilung dunkler Ereignisse gegen die Dauer als Kurve dargestellt wurde. Da die Dauer dunkler Ereignisse im Allgemeinen länger war als die hellen geraden Dauern, waren die Potenzgesetz-Exponenten für helle Ereignisse tendenziell kleiner als die für dunkle Ereignisse. Kürzere Trunkierungszeiten für dunkle Ereignisse deuteten auf einen schnelleren molekularen Random Walk, eine höhere Energiebarriere von einem nicht-emittiven Zustand in einen emittierenden Zustand oder eine Kombination aus beidem hin.

Nachdem Sie sich dieses Video angesehen haben, sollten Sie ein gutes Verständnis dafür haben, wie Sie blinkende SERS-Phänomene beobachten und analysieren können.