Spectroscopie d’exécution de nanoparticules plasmoniques avec microscopie de contraste de type Nomarski à base de transmission

Résumé

Le but de ce protocole est de détailler une approche éprouvée pour la préparation d’échantillons de nanoparticules plasmiques et pour la réalisation d’une spectroscopie à une seule particule sur celles-ci avec la microscopie de contraste interférentiel différentiel (DIC).

Résumé

La microscopie de contraste d’interférence différentiel (DIC) est un outil d’imagerie puissant qui est le plus couramment employé pour l’imagerie des objets Microscale utilisant la lumière de gamme visible. Le but de ce protocole est de détailler une méthode éprouvée pour la préparation des échantillons de nanoparticules plasmiques et la réalisation d’une spectroscopie à une seule particule sur eux avec la microscopie DIC. Plusieurs étapes importantes doivent être suivies avec précaution afin d’effectuer des expériences de spectroscopie reproductibles. Premièrement, les repères peuvent être gravés dans le substrat de l’échantillon, ce qui aide à localiser la surface de l’échantillon et à suivre la région d’intérêt pendant les expériences. Ensuite, le substrat doit être correctement nettoyé des débris et des contaminants qui peuvent autrement entraver ou obscurcir l’examen de l’échantillon. Une fois qu’un échantillon est correctement préparé, le chemin optique du microscope doit être aligné, à l’aide de l’illumination Kohler. Avec un microscope DIC de type Nomarski standard, la rotation de l’échantillon peut être nécessaire, en particulier lorsque les nanoparticules plasmoniques présentent des propriétés optiques dépendantes de l’orientation. Étant donné que la microscopie DIC comporte deux champs de polarisation orthogonale inhérents, le motif de contraste DIC dépendant de la longueur d’onde révèle l’orientation des nanoparticules plasmiques en forme de tige. Enfin, l’acquisition de données et les analyses de données doivent être effectuées avec soin. Il est courant de représenter les données de spectroscopie DIC comme une valeur de contraste, mais il est également possible de les présenter comme des données d’intensité. Dans cette démonstration de DIC pour la spectroscopie à une seule particule, l’accent est mis sur les nanoparticules d’or sphériques et en forme de tige.

Introduction

Depuis les années 1980, la microscopie de contraste de brouillage différentiel (DIC) a été largement considérée comme une méthode d’imagerie importante réservée aux objets à microéchelle dans les sciences biologiques. Cependant, au cours de son développement dans les années 1950 et 1960, il a été conçu comme une technique pour la science des matériaux¹. Avec les récentes avancées dans les sciences matérielles liées aux nanoparticules plasmoniques, un intérêt accru dans la caractérisation des matériaux avec la microscopie optique a eu lieu.

De nombreuses techniques optiques sont certainement disponibles pour la caract....

Protocole

1. préparation des échantillons avec des lames de microscopie en verre standard

1. Préparez des lames de microscope en verre pour le dépôt d’échantillons.
   Remarque: dans certaines circonstances, il peut être plus approprié de stocker le verre dans de l’eau ultrapure au lieu de l’éthanol. Cependant, le stockage dans l’eau ou l’air rend le verre hydrophobe au fil du temps.
   1. Pour de meilleurs résultats, achetez des lames de microscope de verre ou de quartz et le verre de couverture.
   2. À l’aide d’un stylo traçage, placez une marque de rayure peu profonde et courte sur le centre de chaque glissement de couvercle en verre.
   3. Nettoyez tout ....

Résultats

Lorsque vous travaillez avec des échantillons qui sont assez grands pour être vus à l’oeil nu, placer des repères sur le substrat de verre n’est pas normalement nécessaire. Toutefois, lorsque vous travaillez avec des nanomatériaux ou lorsque la rotation de l’échantillon est nécessaire, les repères peuvent fournir une méthode facile pour localiser, distinguer et suivre l’orientation de l’échantillon. Bien que des techniques plus sophistiquées puissent être utilisées pour laisser des repère.......

Discussion

Lors de l’imagerie avec la microscopie DIC, il est essentiel d’optimiser les composants optiques avant de collecter des données. Même des ajustements mineurs au polariseur au milieu d’une expérience peuvent entraîner des impacts significatifs sur les données finales⁶. En outre, différents matériaux nécessitent différents paramètres de polariseur. Bien que de grandes tailles de pas ont été utilisées ici pour démontrer l’effet de l’angle de polarisation, dans une expérience réelle, il est impératif .......

Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article

Nom	Entreprise	Numéro de catalogue	Commentaires
Contrad 70	Decon Labs, Inc.	1002	Pour le nettoyage du verre de microscope, Disponible auprès de nombreux fournisseurs de produits chimiques
Éthanol	Fisher Scientific	A962-4	Pour le nettoyage et le stockage du verre de microscope
Lames de microscope en verre	Ted Pella	260148
Lames de microscope en verre	Ted Pella	26007
Nanotiges d’or	Nanopartz	DIAM-SPR-25-650
Nanosphères d’or (80 nm)	Sigma Aldrich	742023-25ML
ImageJ	NIH	N/A	Logiciel gratuit disponible pour l’analyse des données du NIJ
Vernis à ongles	Microscopie électronique Sciences	72180
Microscope Nikon Ti-E	Nikon	N/A
Azote gazeux	Airgas	N/A
ORCA Flash 4.0 V2+ appareil photo numérique sCMOS	Hamamatsu	77054098
Stylo de traçage	Amazon	N/A	De nombreuses options sont disponibles en ligne pour moins de 10 $. Pas besoin d’acheter une version chère.
		ultra-pure	18 mégaohm

Eau