Name: משטח מסנן מבוססי משופר ראמאן Assay ספקטרוסקופיות עבור איתור מהיר של מזהמים כימיים (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-02-19T15:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 13 s
Description: למד לזהות מזהמים כימיים כמו פרבאם ואמפיצילין בזיהוי רמות עקבות בדגימות נוזליות באמצעות שיטת SERS מבוססת מסנן עם ננו-חלקיקי כסף. השיטה מציעה רגישות גבוהה וזמן הכנה קצר יותר.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

חומר זה מבוסס על עבודה הנתמכת על ידי המחלקה לביטחון המולדת של ארה"ב תחת מענק מספר 2010-ST-061-FD0001 באמצעות מענק שהוענק על ידי המרכז הלאומי להגנה והגנה על מזון באוניברסיטת מינסוטה. כתב ויתור: הדעות והמסקנות הכלולות במסמך זה הן של המחברים ואין לפרש אותן כמייצגות בהכרח את המדיניות הרשמית, מפורשת או משתמעת, של המחלקה לביטחון המולדת של ארה"ב או המרכז הלאומי להגנה על מזון והגנה.

1. Nanoparticle כסף סינתזה 15 <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ממיסים כסף חנקתי 18 מ&quot;ג במים ultrapure 100 מ&quot;ל (18.2 ΩU) ו מערבולת למשך 5 שניות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ממסים מימיים נתרן ציטרט 27 מ&quot;ג במי 1 מיליליטר ו מערבולת למשך 5 שניות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להעביר את כל הפתרון חנק כסף המוכן בבקבוק חרוטים המכיל בר ערבוב ולשים את הבקבוק על פלטה חשמלית מגנטי. מחממת את הבקבוק תחת בחישה נמרצת עם מהירויות ערבוב של 700 סל&quot;ד ב ~ 350 ° C (קביעת הטמפרטורה על הצלחת). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כאשר רותחים, מוסיפים את כל הפתרון נתרן ציטרט מוכן הבקבוק חרוטי מיד, ולהשאיר הפתרון להרתיח במשך 25 דקות נוספות עד הפתרון הופך חום ירקרק, מה שמלמד על היווצרות של Ag צירופים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הסר את הבקבוק מהצלחת חם והניח אותו על צלחת מגנטית אחרת (לא לחמם) ומערבבים O / N באותה מהירות בחישה ב RT עד לקבלת תערובת מגיע למצב יציב, עם צבע טראן מתמידsparency. השתמש ספקטרומטר UV-VIS כדי לקבוע את הספיגה של צירופי Ag המוכנים במידת הצורך. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לדלל את התערובת הסופית עם מים ultrapure ל -100 מ&quot;ל. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש Zetasizer למדוד את גודל צירופי Ag במידת צורך על פי פרוטוקול של היצרן. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מעבירים את קולואיד Ag כדי במיכל אטום ולהגן עליו מפני האור עם רדיד אלומיניום. קולואיד ניתן לאחסן במקרר ב 4-7 מעלות צלזיוס למשך 2 חודשים אם יש צורך. </li></ol> ייצור 2. של ממברנה מסנן פעיל SERS <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ממיסים 2.92 גרם נתרן כלורי (NaCl) ב 100 מ&quot;ל מים כדי ליצור פתרון mM NaCl 50. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הוסף 1 מ&quot;ל של הפתרון 5 mM NaCl לתוך 1 מ&quot;ל של צירופים Ag מוכן לערבב אותם על מערבל nutating במשך 10 דקות ב 20 סל&quot;ד. שלב זה הוא כדי לצבור את Ag צירופים לתוך nanoclusters Ag. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניח קרום מסנן (PVDF, 0.1 גודל נקבובי מיקרומטר) לתוך מחזיק מסנן, אשר יכול להיות מצורפות מזרק. קרום הגודל הנקבובי הקטן היה עבורund יעיל יותר מאשר הממברנה הגודל הנקבובי גדול יותר (כלומר, 0.22 מיקרומטר) ב שמנת nanoclusters Ag והפקה אותות עקביים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> טען 2 מיליליטר של nanoclusters Ag המוכן לתוך מזרק לסינון. צרף בעל מסנן כדי המזרק באופן ידני להעביר את כל נפח nanoclusters Ag דרך הממברנה בשיעור זרימת 1 טיפה / sec. מלכודות קרום nanoclusters Ag, ויצר קרום מסנן SERS הפעיל. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לנתק את קרום מסנן מבעל המסנן. זהירות מיוחדת נדרשת כאשר מחזיקים את קרום על השפה החיצונית באמצעות פינצטה כדי להבטיח שאין נזק הממברנה. אוויר יבש קרום 3 דקות ומניחים על בשקופית זכוכית. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> איתור ראמאן של מצע SERS <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כווננו את המכשיר ראמאן כדי לייזר באורך גל 780 ננומטר עם כוח לייזר של 5 mW, זמן החשיפה של 1 מספר שניות וחשיפה של 2. הגדרת המטרה מיקרוסקופיים 10X. ודא אובייקטיבית על התוכנה המוגדרת גם בהתאם. &lt;/ Li&gt; <li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניח את שקף הזכוכית עם קרום על גבי על גבי פלטפורמה של מכשיר רמן להשתמש במיקרוסקופ כדי להתמקד על פני הממברנה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אקראי לבחור 8-10 כתמים ממשטח הממברנה המכשיר יאסוף אותם באופן אוטומטי ברצף. נתונים ספקטרליים Open in התוכנה של היצרן לניתוח. </li></ol></li></ol> 3. יישום של מערכת סינון SERS פעיל לזהות מזהמים כימיים <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כן פתרון ferbam 10 ppb. זהירות: Ferbam הוא תנודתי מאוד. השתמש באמצעי זהירות (הנשמה ומשקפים) כאשר השקילה המוצקה. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לשקול אבקת 2 מ&quot;ג ferbam לפזר אותו 20 מ&quot;ל 50% אצטוניטריל (אצטוניטריל 10 מ&quot;ל ו -10 מ&quot;ל מים) כדי להפוך פתרון מניות (100 עמודים לדקה). וורטקס הבקבוק למשך 30 שניות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> קח 1 מ&quot;ל של הפתרון ferbam 100 ppm במבחנה ולהוסיף 9 מ&quot;ל 50% אצטוניטריל לעשות פתרון 10 עמודים לדקה. וורטקס הצינור במשך 5 שניות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> קח 1 מ&quot;ל שלפתרון 10 עמודים לדקה במבחנה ולהוסיף 9 מ&quot;ל 50% אצטוניטריל לבצע פתרון 1 ppm. וורטקס הצינור במשך 5 שניות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> קח 1 מ&quot;ל של הפתרון 1 ppm במבחנה ולהוסיף 9 מ&quot;ל 50% אצטוניטריל לבצע פתרון 100 ppb. וורטקס הצינור במשך 5 שניות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> קח 1 מ&quot;ל של הפתרון 100 ppb במבחנה ולהוסיף 9 מ&quot;ל 50% אצטוניטריל לעשות פתרון 10 ppb. וורטקס הצינור במשך 5 שניות. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כן פתרון אמפיצילין 1 ppm. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לשקול 10 מ&quot;ג אבקת אמפיצילין לפזר אותו 100 מ&quot;ל מים כדי להפוך פתרון אמפיצילין 100 ppm. וורטקס הבקבוק למשך 30 שניות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> קח 1 מ&quot;ל של הפתרון 100 ppm במבחנה ולהוסיף 9 מ&quot;ל מים כדי ליצור פתרון אמפיצילין 10 עמודים לדקה. וורטקס הצינור במשך 5 שניות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> קח 1 מ&quot;ל של הפתרון 10 עמודים לדקה במבחנה ולהוסיף 9 מ&quot;ל מים כדי ליצור פתרון אמפיצילין 1 ppm. וורטקס הצינור במשך 5 שניות. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שים את הממברנה מסנן בחזרה אל בעל מסנן, עם הצד מצופה NP פונה כלפי מעלה. &lt;/ Li&gt; <li style=";text-align:right;direction:rtl"> טען 5 מ&quot;ל של דגימה אחת לתוך מזרק חדש, ולאחר מכן חבר אותו בעל מסנן עם קרום מצופה Ag בפנים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> באופן ידני להעביר את כל הנפח של מדגם דרך הממברנה את קצב זרימה של 1 טיפה / sec. מולקולות מטרה ניתן adsorbed ומרוכזות על הצירופים צופה על הקרום המסנן. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ניתוק קרום מסנן מבעל מסנן, אוויר יבש במשך כ -3 דקות ולמדוד את האותות באמצעות מכשיר ראמאן תוך שימוש באותה שיטה כמתואר בשלב 2.6. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חזור על שלב 2.2 עד 2.6 להכין עוד קרום Ag-מצופה, אחרי משלב 3.3 עבור זיהוי של מדגם אחר. </li></ol>

<ol><li>Albrecht, M. G., Creighton, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Anomalously+intense+Raman+spectra+of+pyridine+at+a+silver+electrode%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Am.+Chem.+Soc%22%5BJournal%5D)">Anomalously intense Raman spectra of pyridine at a silver electrode.</a> J. Am. Chem. Soc. 99 (15), 5215-5217 (1977).</li>
<li>Schatz, G. C., Young, M. A., Van Duyne, R. P. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aSchatz%2C+GC+%22Electromagnetic+mechanism+of+SERS.+Surface-enhanced+Raman+scattering%22">Electromagnetic mechanism of SERS. Surface-enhanced Raman scattering</a>. , Springer Berlin Heidelberg. 19-45 (2006).</li>
<li>Matijevic, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Preparation+and+properties+of+uniform+size+colloids%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Mater%22%5BJournal%5D)">Preparation and properties of uniform size colloids.</a> Chem. Mater. 5 (4), 412-426 (1993).</li>
<li>Nickel, U., zu Castell, A., Pöppl, K., Schneider, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+silver+colloid+produced+by+reduction+with+hydrazine+as+support+for+highly+sensitive+surface-enhanced+Raman+spectroscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Langmuir%22%5BJournal%5D)">A silver colloid produced by reduction with hydrazine as support for highly sensitive surface-enhanced Raman spectroscopy.</a> Langmuir. 16 (23), 9087-9091 (2000).</li>
<li>Khanna, P. K., Subbarao, V. V. V. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanosized+silver+powder+via+reduction+of+silver+nitrate+by+sodium+formaldehydesulfoxylate+in+acidic+pH+medium%5BTitle%5D)+AND+%22Mater.+Lett%22%5BJournal%5D)">Nanosized silver powder via reduction of silver nitrate by sodium formaldehydesulfoxylate in acidic pH medium.</a> Mater. Lett. 57 (15), 2242-2245 (2003).</li>
<li>Henglein, A., Giersig, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Formation+of+colloidal+silver+nanoparticles%3A+capping+action+of+citrate%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Phys.+Chem.+B%22%5BJournal%5D)">Formation of colloidal silver nanoparticles: capping action of citrate.</a> J. Phys. Chem. B. 103 (44), 9533-9539 (1999).</li>
<li>Sun, X., Li, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Colloidal+carbon+spheres+and+their+core%2Fshell+structures+with+noble-metal+nanoparticles%5BTitle%5D)+AND+%22Angew.+Chem.+Int.+Edit%22%5BJournal%5D)">Colloidal carbon spheres and their core/shell structures with noble-metal nanoparticles.</a> Angew. Chem. Int. Edit. 43 (5), 597-601 (2004).</li>
<li>Lu, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Seed-mediated+growth+of+large%2C+monodisperse+core-shell+gold-silver+nanoparticles+with+Ag-like+optical+properties%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Commun%22%5BJournal%5D)">Seed-mediated growth of large, monodisperse core-shell gold-silver nanoparticles with Ag-like optical properties.</a> Chem. Commun. (2), 144-145 (2002).</li>
<li>Aslan, K., Wu, M., Lakowicz, J. R., Geddes, C. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fluorescent+core-shell+Ag%40SiO2+nanocomposites+for+metal-enhanced+fluorescence+and+single+nanoparticle+sensing+platforms%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Am.+Chem.+Soc%22%5BJournal%5D)">Fluorescent core-shell Ag@SiO2 nanocomposites for metal-enhanced fluorescence and single nanoparticle sensing platforms.</a> J. Am. Chem. Soc. 129 (6), 1524-1525 (2007).</li>
<li>Lu, Y., Yin, Y., Li, Z. Y., Xia, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Synthesis+and+self-assembly+of+Au%40+SiO2+core-shell+colloids%5BTitle%5D)+AND+%22Nano.+Lett%22%5BJournal%5D)">Synthesis and self-assembly of Au@ SiO2 core-shell colloids.</a> Nano. Lett. 2 (7), 785-788 (2002).</li>
<li>Link, S., Wang, Z. L., El-Sayed, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Alloy+formation+of+gold-silver+nanoparticles+and+the+dependence+of+the+plasmon+absorption+on+their+composition%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Phys.+Chem.+B%22%5BJournal%5D)">Alloy formation of gold-silver nanoparticles and the dependence of the plasmon absorption on their composition.</a> J. Phys. Chem. B. 103 (18), 3529-3533 (1999).</li>
<li>He, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rapid+Detection+of+Ricin+in+Milk+Using+Immunomagnetic+Separation+Combined+with+Surface+Enhanced+Raman+Spectroscopy%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Food.+Sci%22%5BJournal%5D)">Rapid Detection of Ricin in Milk Using Immunomagnetic Separation Combined with Surface Enhanced Raman Spectroscopy.</a> J. Food. Sci. 76 (5), N49-N53 (2011).</li>
<li>Zheng, J., He, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Surface-Enhanced+Raman+Spectroscopy+for+the+Chemical+Analysis+of+Food%5BTitle%5D)+AND+%22Compr.+Rev.+Food.+Sci.+F%22%5BJournal%5D)">Surface-Enhanced Raman Spectroscopy for the Chemical Analysis of Food.</a> Compr. Rev. Food. Sci. F. 13 (3), 317-328 (2014).</li>
<li>He, L., Haynes, C. L., Diez-Gonzalez, F., Labuza, T. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rapid+detection+of+a+foreign+protein+in+milk+using+IMS-SERS%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Raman.+Spectrosc%22%5BJournal%5D)">Rapid detection of a foreign protein in milk using IMS-SERS.</a> J. Raman. Spectrosc. 42 (6), 1428-1434 (2011).</li>
<li>Wei, W. Y., White, I. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+simple+filter-based+approach+to+surface+enhanced+Raman+spectroscopy+for+trace+chemical+detection%5BTitle%5D)+AND+%22Analyst%22%5BJournal%5D)">A simple filter-based approach to surface enhanced Raman spectroscopy for trace chemical detection.</a> Analyst. 137 (5), 1168-1173 (2012).</li>
<li>Cheng, M. L., Tsai, B. C., Yang, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Silver+nanoparticle-treated+filter+paper+as+a+highly+sensitive+surface-enhanced+Raman+scattering+%28SERS%29+substrate+for+detection+of+tyrosine+in+aqueous+solution%5BTitle%5D)+AND+%22Anal.+Chim.+Acta%22%5BJournal%5D)">Silver nanoparticle-treated filter paper as a highly sensitive surface-enhanced Raman scattering (SERS) substrate for detection of tyrosine in aqueous solution.</a> Anal. Chim. Acta. 708 (1), 89-96 (2011).</li>
<li>Fierro-Mercado, P. M., Hernández-Rivera, S. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Highly+sensitive+filter+paper+substrate+for+SERS+trace+explosives+detection%5BTitle%5D)+AND+%22Int.+J.+Spectrosc%22%5BJournal%5D)">Highly sensitive filter paper substrate for SERS trace explosives detection.</a> Int. J. Spectrosc. 2012, 716527(2012).</li>
<li>Tran, C. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Subnanogram+detection+of+dyes+on+filter+paper+by+surface-enhanced+Raman+scattering+spectrometry%5BTitle%5D)+AND+%22Anal.+Chem%22%5BJournal%5D)">Subnanogram detection of dyes on filter paper by surface-enhanced Raman scattering spectrometry.</a> Anal. Chem. 56 (4), 824-826 (1984).</li>
<li>Wu, D., Fang, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+adsorption+behavior+of+p-hydroxybenzoic+acid+on+a+silver-coated+filter+paper+by+surface+enhanced+Raman+scattering%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Colloid+Interface+Sci%22%5BJournal%5D)">The adsorption behavior of p-hydroxybenzoic acid on a silver-coated filter paper by surface enhanced Raman scattering.</a> J. Colloid Interface Sci. 265 (2), 234-238 (2003).</li>
<li>Wigginton, K. R., Vikesland, P. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Gold-coated+polycarbonate+membrane+filter+for+pathogen+concentration+and+SERS-based+detection%5BTitle%5D)+AND+%22Analyst%22%5BJournal%5D)">Gold-coated polycarbonate membrane filter for pathogen concentration and SERS-based detection.</a> Analyst. 135 (6), 1320-1326 (2010).</li>
<li>Berthod, A., Laserna, J. J., Winefordner, J. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Analysis+by+surface+enhanced+Raman+spectroscopy+on+silver+hydrosols+and+silver+coated+filter+papers%5BTitle%5D)+AND+%22J+Pharm+Biomed+Anal%22%5BJournal%5D)">Analysis by surface enhanced Raman spectroscopy on silver hydrosols and silver coated filter papers.</a> J Pharm Biomed Anal. 6 (6), 599-608 (1988).</li>
<li>Ackermann, K. R., Henkel, T., Popp, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantitative+Online+Detection+of+Low-Concentrated+Drugs+via+a+SERS+Microfluidic+System%5BTitle%5D)+AND+%22ChemPhysChem%22%5BJournal%5D)">Quantitative Online Detection of Low-Concentrated Drugs via a SERS Microfluidic System.</a> ChemPhysChem. 8 (18), 2665-2670 (2007).</li>
<li>Walter, A., März, A., Schumacher, W., Rösch, P., Popp, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Towards+a+fast%2C+high+specific+and+reliable+discrimination+of+bacteria+on+strain+level+by+means+of+SERS+in+a+microfluidic+device%5BTitle%5D)+AND+%22Lab.+Chip%22%5BJournal%5D)">Towards a fast, high specific and reliable discrimination of bacteria on strain level by means of SERS in a microfluidic device.</a> Lab. Chip. 11 (6), 1013-1021 (2011).</li>
<li>Lee, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fast+and+sensitive+trace+analysis+of+malachite+green+using+a+surface-enhanced+Raman+microfluidic+sensor%5BTitle%5D)+AND+%22Anal.+Chim.+Acta%22%5BJournal%5D)">Fast and sensitive trace analysis of malachite green using a surface-enhanced Raman microfluidic sensor.</a> Anal. Chim. Acta. 590 (2), 139-144 (2007).</li>
<li>Guo, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Analysis+of+Silver+Nanoparticles+in+Antimicrobial+Products+Using+Surface-Enhanced+Raman+Spectroscopy+%28SERS%29%5BTitle%5D)+AND+%22Environ.+Sci.+Technol%22%5BJournal%5D)">Analysis of Silver Nanoparticles in Antimicrobial Products Using Surface-Enhanced Raman Spectroscopy (SERS).</a> Environ. Sci. Technol. 49 (7), 4317-4324 (2015).</li>
<li>Narayanan, V. A., Begun, G. M., Stokes, D. L., Sutherland, W. S., Vo-Dinh, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Normal+Raman+and+surface+enhanced+Raman+scattering+%28SERS%29+spectra+of+some+fungicides+and+related+chemical+compounds%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Raman.+Spectrosc%22%5BJournal%5D)">Normal Raman and surface enhanced Raman scattering (SERS) spectra of some fungicides and related chemical compounds.</a> J. Raman. Spectrosc. 23 (5), 281-286 (1992).</li>
<li>Kang, J. S., Hwang, S. Y., Lee, C. J., Lee, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((SERS+of+dithiocarbamate+pesticides+adsorbed+on+silver+surface%3B+thiram%5BTitle%5D)+AND+%22Bull.+Korean.+Chem.+Soc%22%5BJournal%5D)">SERS of dithiocarbamate pesticides adsorbed on silver surface; thiram.</a> Bull. Korean. Chem. Soc. 23 (11), 1604-1610 (2002).</li>
<li>Li, Y. T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rapid+and+sensitive+in-situ+detection+of+polar+antibiotics+in+water+using+a+disposable+Ag-graphene+sensor+based+on+electrophoretic+preconcentration+and+surface-enhanced+Raman+spectroscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Biosens.+Bioelectron%22%5BJournal%5D)">Rapid and sensitive in-situ detection of polar antibiotics in water using a disposable Ag-graphene sensor based on electrophoretic preconcentration and surface-enhanced Raman spectroscopy.</a> Biosens. Bioelectron. 43, 94-100 (2013).</li>
<li>Clarke, S. J., Littleford, R. E., Smith, W. E., Goodacre, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rapid+monitoring+of+antibiotics+using+Raman+and+surface+enhanced+Raman+spectroscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Analyst%22%5BJournal%5D)">Rapid monitoring of antibiotics using Raman and surface enhanced Raman spectroscopy.</a> Analyst. 130 (7), 1019-1026 (2005).</li>
<li>Zheng, J., Pang, S., Labuza, T. P., He, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Semi-quantification+of+surface-enhanced+Raman+scattering+using+a+handheld+Raman+spectrometer%3A+a+feasibility+study%5BTitle%5D)+AND+%22Analyst%22%5BJournal%5D)">Semi-quantification of surface-enhanced Raman scattering using a handheld Raman spectrometer: a feasibility study.</a> Analyst. 138 (23), 7075-7078 (2013).</li>
<li>Zheng, J., Pang, S., Labuza, T. P., He, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evaluation+of+surface-enhanced+Raman+scattering+detection+using+a+handheld+and+a+bench-top+Raman+spectrometer%3A+A+comparative+study%5BTitle%5D)+AND+%22Talanta%22%5BJournal%5D)">Evaluation of surface-enhanced Raman scattering detection using a handheld and a bench-top Raman spectrometer: A comparative study.</a> Talanta. 129, 79-85 (2014).</li>
</ol>

למחברים אין מה לחשוף.

אחד השלבים קריטיים בפרוטוקול זה הוא סינתזת צירופי Ag, שבו צירופי Ag אחידים הם מפתח עבור תוצאות עקביות. שעת החימום ועל ריכוזי מבשרים חייבות להיות מבוקרת בדיוק. הגודל הממוצע של הכנת AgNPs זה 80 ננומטר, אשר נמדד על ידי Zetasizer (מידע לא מוצג). עוד צעד קריטי הוא צבירת המלח שבו ריכוז המלח וזמן צבירה חייבים להיות מבוקרים בדיוק. בנוסף, בחירה של הממברנה הוא גם קריטי כמו הקרום עם גודל נקבובי קטן יותר נמצא יעיל יותר nanoclusters מלכודת Ag. לקבלת קרום מסוים נעשה שימוש במחקר זה, יש גם צד מלפ...

ספקטרוסקופיה Surface ראמאן משופרת (SERS) היא טכניקה המשלבת ספקטרוסקופיית ראמאן עם ננוטכנולוגיה. עוצמת פיזור ראמאן של analytes ב-משטחים ננו מתכתיים אציליים היא משפרת על ידי תהודת המשטח plasmon המקומית. 1 חלקיקי כסף (Ag NPS) הם ללא ספק מצעי SERS הנפוץ ביותר בשל יכולת השיפור הגבוה שלה. 2 עד כה , שיטות סינטטיות שונות של צירופי Ag פותחו. 3-6 Ag צירופים ניתן להשתמש לבד כמו מצעי SERS יעילים, או בשילוב עם חומרים ומבנים אחרים כדי לשפר את הרגישות ו / או את הפונקציונליות שלו. 7-11 טכניקות SERS הוכיחו יכולת רבה זיהוי של מזהמי עקבות סכום שונים במזון דגימות סביבתי 12 באופן מסורתי, ישנן שתי דרכים נפוצות להכנת מדגם SERS:.. פתרון המבוסס על שיטות המבוסס על מצע 13 פתרון המבוסס methoד משתמשת קולואידים NP לערבב עם דגימות. ואז המתחם-אנליטי NP נאסף באמצעות צנטריפוגה, ואת שהופקדו על תמיכה מוצקה למדידת ראמאן לאחר הייבוש. בשיטה המבוססת על המצע מיושם בדרך כלל על ידי הפקדת כמה מיקרוליטר של מדגם נוזלי על מצע מוצק מראש מפוברק. 14 עם זאת, אף אחת משתי שיטות אלה יעילים ישים עבור כמות גדולה של נפח דגימה. מספר שינויים של מבחני SERS התגבר על מגבלות נפח, כגון שילוב של מערכת סינון 15-21 או שילוב של מכשיר microfluidic. 21-24 מבחני SERS שונה הראו שיפור גדול ברגישות היתכנות לניטור מזהמים כימיים בדגימות מים גדולות. כאן אנו מדגימים את פרוטוקול מפורט של ייצור ויישום של שיטת SERS מבוסס מזרק מסנן לזיהוי עקבות לכמות חומר ההדברה ferbam ו אמפיצילין אנטיביוטי.

<table><tbody><tr><td>Ampicillin</td><td>Fisher Scientific</td><td>BP1760-5</td><td>N/A</td></tr><tr><td>Ferbam</td><td>Chem Service</td><td>N-11970-250MG</td><td>98+%</td></tr> <tr><td>כסף חנקתי</td><td>סיגמא אולדריץ'</td><td>209139</td><td>99.0+%</td></tr> <tr><td>נתרן ציטראט מיובש</td><td>סיגמא אולדריץ'</td><td>W302600</td><td>99+%</td></tr> <tr><td>נתרן כלורי</td><td>סיגמא אולדריץ'</td><td>S7653</td><td>99.5+%</td></tr> <tr><td>EMD Millipore מסנני ממברנה Durapore PVDF</td><td>פישר סיינטיפיק</td><td>VVLP01300</td><td>0.10 ומיקרו; m גודל נקבוביות,</td></tr><tr><td>מחזיקי מסנן פוליקרבונט</td> הידרופיליים <td>Cole-Parmer</td><td>EW-29550-40</td><td>קוטר 13 מ"מ</td></tr><tr><td>מערבולת אנלוגית מערבולת</td><td>מיקסר פישר סיינטיפיק</td><td>02-215-365</td><td>N/A</td></tr><tr><td>מערבלי אגוזים</td><td>פישר סיינטיפיק</td><td>05-450-213</td><td>N/A</td></tr><tr><td>DXR ספקטרוסקופ רמאן</td><td>Thermo Scientific</td><td>IQLAADGABFFAHCMAPB</td><td>עוצמת לייזר: 1 mW זמן חשיפה: 5 שניות</td></tr></tbody></table>

משטח מסנן מבוססי משופר ראמאן assay ספקטרוסקופיות עבור איתור מהיר של מזהמים כימיים

A Filter-based Surface Enhanced Raman Spectroscopic Assay for Rapid Detection of Chemical Contaminants

אנו מדגימים שיטה לייצור מצעי Raman ספקטרוסקופיים רגישים במיוחד (SERS) באמצעות מערכת מזרקים מסננים הניתנת ליישום לזיהוי מזהמים כימיים שונים. ננו-חלקיקי כסף (Ag NPs) מסונתזים באמצעות הפחתת חנקת הכסף על ידי נתרן ציטראט. לאחר מכן ה-NPs מצטברים על ידי נתרן כלורי ליצירת ננו-אשכולות שיכולים להילכד בנקבוביות של קרום המסנן. מזרק מחובר למחזיק המסנן, ובתוכו קרום פילטר. על ידי העמסת הננו-אשכולות לתוך המזרק ומעבר דרך הממברנה, הנוזל עובר דרך הממברנה אך לא דרך הננו-אשכולות, ויוצר ממברנה פעילה ב-SERS. בעת בדיקת האנליט, דגימת הנוזל נטענת לתוך המזרק וזורמת דרך הממברנה המצופה Ag NPs. האנליט נקשר ומתרכז על הממברנה המצופה Ag NPs. ואז הממברנה מנותקת ממחזיק המסנן, מיובשת באוויר ונמדדת על ידי מכשיר ראמאן. כאן אנו מציגים את מחקר השפעת הנפח של Ag NPs והדגימה על רגישות הגילוי, כמו גם את הזיהוי של 10 ppb ferbam ו-1 ppm ampicillin באמצעות הבדיקה שפותחה.

השלבים העיקריים של הניסוי הזה הוצגו תרשים סכמטי (איור 1). איור 2 מראים את החשיבות להשתמש נפח אופטימיזציה של AgNPs בציפוי הממברנה כדי להגיע לרגישות המוגדלת. 1 מ&quot;ל של Ag צירופים מספק את האות החזק ביותר בעת שימוש ferbam, לעומת 0.5 מ&quot;ל (ציפוי מספיק) או 2 מ&quot;ל (ציפוי מדי). הצלחנו לזהות ferbam ב -10 ppb רמת...

הליך עבור ייצור וביצוע פני השטח מבוסס-מסנן משופרת ראמאן ספקטרוסקופיות (SERS) assay לצורך זיהוי של מזהמים כימיים (כלומר, הדברה ferbam ו אמפיצילין אנטיביוטי) מוצג.

משטח מסנן מבוססי משופר ראמאן Assay ספקטרוסקופיות עבור איתור מהיר של מזהמים כימיים

We demonstrate a method to fabricate highly sensitive surface-enhanced Raman spectroscopic (SERS) substrates using a filter syringe system that can be ...

המטרה הכללית של שיטה זו לספקטרוסקופיה רמנית עם הגברה של פני השטח (Surface Enhanced Raman Spectroscopy) מבוססת מסננים היא לזהות מולקולות מטרה שונות בריכוזים נמוכים מאוד בדגימות נוזליות. שניים מיתרונותיה של טכניקה זו הם הפחתת העלויות בזמן הכנת הדגימות, ובמידה רבה יותר, טכניקה זו מספקת רגישות גבוהה יותר באמצעות שימוש בנפחי דגימה גדולים יותר, ובכך מורידה את סף הגילוי. בדרך כלל, אנשים שאינם מכירים את השיטה יתקלו בקושי מכיוון שננו-חלקיקים עלולים שלא להילכד בנקבוביות של הממברנה ללא שלב אגרגציה מתאים, או שהם עלולים שלא להיות מפוזרים באופן אחיד על הממברנה. כדי להתחיל, הכין 100 milliliters של תמיסת silver nitrate טרייה וחמם אותה עד לרתיחה על פלטה בטמפרטורה של 350 °C עם ערבול מגנטי במהירות של 700 RPM.ברגע שהתמיס רתח, הוסיפו מיד מיליליטר אחד של תמיסת סודיום ציטראט שהוכנה טרי, והניחו לתמיסה לרתוח במשך 25 דקות. עם היווצרות ננו-חלקיקי הכסף, התמיסה תהפוך לחומית-ירקרקה. לאחר 25 דקות, העבירו את הבקרה למגנט Stir plate ללא חימום והניחו לה להסתובב למשך הלילה במהירות של 700 RPM.בבוקר, התערובת צריכה להיות במצב יציב, בעלת צבע ושקיפות קבועים. במידת הצורך, יש למדוד את הבליעה (absorbance) של הננו-חלקיקים. המשיכו בדילול התערובת במים אולטרה-טהורים עד לנפח של 100 milliliters.לאחר מכן, השתמש ב-zetasizer כדי למדוד את גודלן של ננו-חלקיקי הכסף. לצורך אחסון, העבר את ננו-חלקיקי הכסף למכל אטום. הגן עליו מאור באמצעות עטיפת רפוי.הקולואיד יישמר במצב טוב למשך עד חודשיים בטמפרטורה של ארבעה מעלות צלזיוס. כדי להכין ממבrane מסנן פעיל ב-SERS, הוסיפו תחילה 1 mL של sodium chloride בריכוז 5 mM ל-1 mL של קולואיד שהוכן. ערבבו אותם באמצעות nutator במהירות של 20 RPM למשך 10 דקות.בעוד הננו-צבירי הכסף נוצרים, הכין ממבנה PVDF עם נקבים בגודל 0.1 µm. קריטי שתושבת המסנן תהיה יבשה לחלוטין ושהמסנן יהיה בכיוון הנכון. לאחר 10 דקות של ערבוב, סנן את 2 mL של הננו-צבירים על ידי דחיפתם דרך הממבנה בקצב של כטיפה אחת לשנייה.דחפו את התמיסה באופן רציף ללא הפסקות. התוצאה היא ממברנת מסננת פעילה ל-SERSנתקו בזהירות את ממברנת המסננת הפעילהבעזרת פינצטה. לאחר מכן, הניחו לה להתייבש באוויר במשך שלוש דקות.לאחר הייבוש, העבירו את הממברנה הפעילה ל-SERS לשקף זכוכית. כעת, לצורך זיהוי Raman של תשת SERS, הגדירו את המכשיר ללייזר של 780 nano-meter הפועל בעוצמה של חמישה miliwatts. הגדירו את זמן החשיפה לשנייה אחת ואת עוצמת החשיפה לשתיים.השתמש בעדשה אובייקטיבית של 10 X כדי להתמקד בדגימה. וודא שגם התוכנה מוגדרת לעדשה אובייקטיבית של 10 X. כעת, בחר באופן אקראי שמונה עד 10 נקודות על הממברנה והשתמש במכשיר כדי לאסוף מהן נתונים.לאחר מכן, פתח את הנתונים הספקטרליים בתוכנת היצרן לצורך ניתוח. ראשית, בצע דילול סדרתי של תמיסת ferbam בריכוז 100 parts per million כדי לקבל חמישה מיליליטרים של תמיסת ferbam בריכוז 10 parts per billion ו-50% acetonitrile. כעת, מקם את הממברנה הפעילה בתוך מחזיק מסננים כאשר ציפוי הננו-חלקיקים פונה כלפי מעלה.לאחר מכן, טענו את הדגימה בנפח חמישה מיליליטר למזרק חדש וחברו את המסנן הפעיל. כעת, דחפו את הדגימה דרך המסנן בזרימה רציפה של כטיפה אחת לשנייה. לאחר סינון התמיסה, נתקו בזהירות את הממברנה והניחו לה להתייבש באוויר במשך שלוש דקות.עברו מיד לגילוי Raman ברגע שהממברנה יבשה. בצעו את איסוף הנתונים כפי שנעשה קודם לכן. נפחים שונים של ננו-חלקיקי כסף נבדקו בשיטה זו.נפח תמיסת ננו-חלקיקי הכסף המשמש לציפוי הממברנה, אשר סיפק את הרגישות המקסימלית, היה 1 ml. מדידת הסטה ברמן מראה כי ספקטרום ה-SERS של 10 ppb של ferbam היה ניתן לזיהוי. השיא, ב-1386, נובע מרטט מעורב של מתיחת קשר כפול של ציאניד וגופרית-פחמן ומעיוות סימטרי של קבוצת מתיל.השיא ב-1516 קשור למתיחה של קבוצת מתיל וציאניד, והשיא ב-561 נוצר ממתיחת קשר גופרית. כמו כן, זוהה בבירור ספקטרום של חלק אחד למיליון (ppm) של ampicillin. השיאים ב-1594 וב-1447 נובעים ממתיחת קשר פחמני כפול ומעיוות של קבוצת מתיל-אתיל, בהתאמה.הפסגה החזקה ב-1001 נובעת מרטט של טבעת הבנזין. הפסגה ב-852 קשורה למתיחה סימטרית של CNC. על ידי הגדלת נפח הדגימה, עלה גבול הגילוי.היתרונות של שיטה זו, המבוססת על מסנן, כוללים נפח ניתן לכיוונון וגבול גילוי ניתן לכיוונון. לאחר צפייה בסרטון זה, תהיה לכם הבנה טובה לגבי אופן הייצור של ננו-מצע רגיש ואחיד באמצעות ממברנת סינון. ברגע שהטכניקה נלמדת, ניתן לבצעה בתוך 30 דקות אם היא מבוצעת כראוי; לאחר ביצוע פרוצדורה זו, ניתן להשתמש בשיטות אחרות כגון SEM או TEM כדי לענות על שאלות נוספות, כגון התפלגות של ננו-חלקיקי כסף על הממברנה. לאחר פיתוחה, סללה טכניקה זו את הדרך עבור חוקרים בתחום הכימיה האנליטית לחקור יעדים כימיים בעקבות בדגימות מזון וסביבה שונות. אל תשכחו שעבודה עם חומרי הדברה ורעלים ביולוגיים עלולה להיות מסוכנת ביותר.יש ללבוש תמיד חלוק מעבדה, מסכת נשימה ומשקפי מגן בעת ביצוע פרוצדורה זו.

a-filter-based-surface-enhanced-raman-spectroscopic-assay-for-rapid

Research

JoVE Journal

Chemistry

כימיה

מערכת מגנטית אפנון biosensing מנוצל במהירות, ברגישות פשוט לזהות מבחני ביולוגיים, כגון מולקולות דנ"א וחלבונים.

איתור מהיר של מבחני אחידים ביולוגית באמצעות מערכת מגנטית biosensing אפנון

מקור: ז'אנג, מ. ואח', בדיקת רגישות אנטימיקרוביאלית מהירה באמצעות הדמיית פיזור ראמן מגורה של שילוב דויטריום בחיידק יחיד. J. Vis. Exp. (2022)הסרטון הזה מדגים את השימוש במיקרוסקופ פיזור רמאן המגרה להערכת רגישות לאנטיביוטיקה על ידי מעקב אחר פעילות מטבולית מסומנת בדויטריום. על ידי ניטור אותות פחמן-דויטריום, השיטה מאפשרת זיהוי מהיר של אוכלוסיות חיידקים עמידות ורגישות.

זיהוי רגישות לאנטיביוטיקה חיידקית באמצעות מיקרוסקופ פיזור ראמן מגורה

אנו מתארים את הייצור והאפיון של מערכות ננו-ביולוגיות המממשקות מצעים ננו-מובנים עם חלבונים ואפטמרים משותקים. מדווחים על השלבים הניסויים הרלוונטיים הכוללים ייצור ליטוגרפי של מצעים ננו-מבניים, ביו-פונקציונליזציה ואפיון ספקטרוסקופיה רמאן משופרת פני השטח (SERS). זיהוי SERS של חלבונים משותקים על פני השטח, ובדיקה של קשירת חלבון-ליגנד ואפטאמר-ליגנד מודגמת.

משטח משופר ראמאן ספקטרוסקופיה איתור של מולקולות ביולוגיות באמצעות EBL מצעי Nanostructured המפוברק

כתב יד זה מתאר כיצד להכין שבבים ביולוגיים נוזליים עם תאי אפיתל זימים של פורל הקשת לשימוש בחיישן עכבה נייד של תא חשמלי.  מתואר גם הפרוטוקול להפעלת בדיקת רעילות מהירה של מי שתייה עם החיישן.

הכנה ובדיקה של עכבה מבוססי biochips fluidic עם תאים RTgill-W1 טוב ההערכה המהירה של שתייה דגימות מים עבור רעילות

כאן מתוארת בעיה רב-תחומית לגילוי מוקדם של פריחות ציאנובקטריאליות וציאנוטוקסינים נלווים. זה מאפשר זיהוי של ציאנובקטריה וציאנוקסינים הקשורים בדגימות מים ומטריצות אורגניות, כגון דגימות דו-כיווניות, תוך 24 שעות.

גילוי מוקדם של פריחות ציאנובקטריאליות וציאנוקסינים נלווים באמצעות אסטרטגיית זיהוי מהירה

פרוטוקול זה מציג בדיקת רגישות אנטי-מיקרוביאלית מהירה (AST) תוך 2.5 שעות על ידי הדמיית פיזור ראמן מגורה בתא יחיד של חילוף החומרים של D2O. שיטה זו חלה על חיידקים בשתן או בסביבת דם שלמה, שהיא טרנספורמטיבית עבור AST פנוטיפי מהיר של תא יחיד במרפאה.

בדיקת רגישות אנטי-מיקרוביאלית מהירה על ידי הדמיה מגורה של פיזור ראמאן של שילוב דאוטריום בחיידק יחיד

מאמר זה משווה באופן ישיר את ניגודי הרזולוציה, הרגישות וההדמיה של פיזור ראמאן מגורה (SRS) ופיזור ראמן קוהרנטי נגד סטוקס (CARS) המשולבים באותה פלטפורמת מיקרוסקופ. התוצאות מראות של-CARS יש רזולוציה מרחבית טובה יותר, SRS נותן ניגודים טובים יותר ורזולוציה ספקטרלית טובה יותר, ולשתי השיטות יש רגישות דומה.

השוואה ישירה של פיזור ראמן מגורה היפרספקטרלי ומיקרוסקופיית פיזור ראמן אנטי-סטוקס קוהרנטית להדמיה כימית

אנו מציגים פרוטוקול לרכישת תמונות כימיות עם מיקרוסקופיית פיזור ראמאן (SRS) בפס רחב. בהתבסס על מיקרוסקופ SRS הפועל עם זיהוי דיפרנציאלי רב-ערוצי-נעילה, הפרוטוקול מתאר את הכנת הדגימה, התאמת מנגנון ה-SRS והכימומטריקה כדי לנטרל מרכיבים שונים של דגימות הטרוגניות מבחינה כימית.

הדמיה כימית מולטיפלקס מבוססת על מיקרוסקופיית פיזור ראמאן מגורה בפס רחב

במחקר זה, פיתחנו ננו-פרובש טביעות אצבע מבוסס פיזור ראמאן (SERS) בעלות נמוכה עם תאימות ביולוגית חיובית כדי להראות הדמיה ביולוגית של תאים חיים ללא תוויות ולזהות שני זני חיידקים, ולהראות בפירוט כיצד להשיג ספקטרום SERS של תאים חיים בשיטה לא הרסנית.

ביואנליזה של פיזור ראמאן משופרת ללא תוויות ללא תוויות המבוססת על ננו-גשושיות Au@Carbon נקודות

פרוטוקול זה מתאר שיטת ייצור למצע גמיש לפיזור ראמאן משופר על פני השטח. שיטה זו שימשה לאיתור מוצלח של ריכוזים נמוכים של R6G ו Thiram.

ייצור מצע פיזור ראמאן גמיש (SERS) מבוסס פולידימתילסילוקסאן (PDMS) לזיהוי רגיש במיוחד

למד לזהות מזהמים כימיים כמו פרבאם ואמפיצילין בזיהוי רמות עקבות בדגימות נוזליות באמצעות שיטת SERS מבוססת מסנן עם ננו-חלקיקי כסף. השיטה מציעה רגישות גבוהה וזמן הכנה קצר יותר.

משטח מסנן מבוססי משופר ראמאן Assay ספקטרוסקופיות עבור איתור מהיר של מזהמים כימיים

גלה סרטונים נוספים