Realización de espectroscopía en nanopartículas Plasmónicas con microscopía de contraste de interferencia diferencial de tipo Nomarski basado en la transmisión

Resumen

El objetivo de este protocolo es detallar un enfoque comprobado para la preparación de muestras de nanopartículas plasmónicas y para realizar espectroscopía de partícula única en ellas con microscopía de contraste de interferencia diferencial (DIC).

Resumen

La microscopía de contraste de interferencia diferencial (DIC) es una potente herramienta de imagen que se emplea con mayor frecuencia para objetos de microescala de imagen utilizando luz de rango visible. El propósito de este protocolo es detallar un método probado para preparar muestras de nanopartículas plasmónicas y realizar espectroscopía de partícula única en ellas con microscopía DIC. Varios pasos importantes deben seguirse cuidadosamente para realizar experimentos de espectroscopía repetible. Primero, los hitos pueden ser grabados en el sustrato de la muestra, que ayuda a localizar la superficie de la muestra y en el seguimiento de la región de interés durante los experimentos. A continuación, el sustrato debe limpiarse adecuadamente de escombros y contaminantes que de otro modo pueden obstaculizar u oscurecer el examen de la muestra. Una vez que una muestra se prepara correctamente, la trayectoria óptica del microscopio debe alinearse, utilizando Kohler Illumination. Con un microscopio DIC de estilo Nomarski estándar, la rotación de la muestra puede ser necesaria, especialmente cuando las nanopartículas plasmónicas exhiben propiedades ópticas dependientes de la orientación. Debido a que la microscopía DIC tiene dos campos de polarización ortogonal inherentes, el patrón de contraste DIC dependiente de la longitud de onda revela la orientación de las nanopartículas plasmónicas en forma de varilla. Finalmente, la adquisición de datos y los análisis de datos deben realizarse cuidadosamente. Es común representar datos de espectroscopía basada en DIC como un valor de contraste, pero también es posible presentarlo como datos de intensidad. En esta demostración de la DIC para la espectroscopía de una sola partícula, el foco se centra en las nanopartículas de oro esféricas y en forma de varilla.

Introducción

Desde la década de 1980, la microscopía de contraste de interferencia diferencial (DIC) se ha visto en gran medida como un importante método de imagen reservado para los objetos de microescala dentro de las ciencias biológicas. Sin embargo, durante su desarrollo en los años 1950 y 1960, fue concebido como una técnica para la ciencia de los materiales¹. Con los recientes avances en las Ciencias materiales relacionados con las nanopartículas plasmónicas, se ha realizado un mayor interés en la caracterización de materiales con microscopía óptica.

Muchas técnicas ópticas están sin duda disponibles para la caracterización....

Protocolo

1. preparación de muestras con diapositivas de microscopía de vidrio estándar

1. Prepare diapositivas de microscopio de vidrio para la deposición de muestras.
   Nota: en algunas circunstancias, puede ser más apropiado almacenar el vidrio en agua ultrapura en lugar de etanol. Sin embargo, el almacenamiento en agua o aire hace que el vidrio hidrófobo con el tiempo.
   1. Para obtener los mejores resultados, compre portaobjetos de vidrio o cuarzo y vidrio de cubierta.
   2. Usando una pluma de trazado, coloque una marca de rasguño corto y superficial en el centro de cada resguardo de cubierta de vidrio.
   3. Limpie todo el vidrio del microscopio, inc....

Resultados

Cuando se trabaja con muestras que son lo suficientemente grandes como para ser vistos a simple vista, no se requiere normalmente colocar puntos de referencia en el sustrato de vidrio. Sin embargo, cuando se trabaja con nanomateriales o cuando se requiere la rotación de la muestra, los puntos de referencia pueden proporcionar un método fácil para ubicar, distinguir y rastrear la orientación de la muestra. Aunque se pueden utilizar técnicas más sofisticadas para dejar puntos de referencia .......

Discusión

Cuando se toma imágenes con microscopía DIC, es fundamental optimizar los componentes ópticos antes de recopilar datos. Incluso ajustes menores en el polarizador en medio de un experimento pueden resultar en impactos significativos en los datos finales⁶. Además, diferentes materiales requieren diferentes ajustes polarizadores. Aunque aquí se utilizaron grandes tamaños de paso para demostrar el efecto del ángulo de polarización, en un experimento real, es imprescindible optimizar el ajuste del pola.......

Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo

Nombre	Empresa	Número de catálogo	Comentarios
Contrad 70	Decon Labs, Inc.	1002	Para la limpieza del vidrio del microscopio, disponible a través de muchos proveedores de productos químicos
Etanol	Fisher Scientific	A962-4	Para la limpieza y el almacenamiento del vidrio del microscopio
Cubreobjetos de vidrio para microscopio	Ted Pella	260148
Portaobjetos de vidrio para microscopio	Ted Pella	26007
Nanovarillas de oro	Nanopartz	DIAM-SPR-25-650
Nanoesferas de oro (80 nm)	Sigma Aldrich	742023-25ML
ImageJ	NIH	N/A	Software gratuito disponible para el análisis de datos de NIJ
Esmalte de uñas	Microscopía electrónica Sciences	72180
Microscopio Nikon Ti-E	Nikon	N/A
Gas nitrógeno	Airgas	N/A
ORCA Flash 4.0 V2+ cámara digital sCMOS	Hamamatsu	77054098
Bolígrafo de escritura	Amazon	N/A	Muchas opciones disponibles en línea por menos de $ 10. No es necesario comprar una versión cara.
		ultrapura	18 megaohmios

Agua