Name: ייצור מצע פיזור ראמאן גמיש (SERS) מבוסס פולידימתילסילוקסאן (PDMS) לזיהוי רגיש במיוחד (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2023-11-17T14:00:00.000+00:00
Duration: 3 min 33 s
Description: למדו להכין מצעי פיזור ראמאן מוגבר (SERS) גמישים מבוססי PDMS לזיהוי רגיש של תרכובות כמו R6G ו-Thiram. השיטה מאפשרת סינתזה פשוטה של ננו-חלקיקי כסף ללא תנאים מורכבים.

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

המחקר נתמך על ידי הקרן הלאומית למדעי הטבע של סין (מענק מס '61974004 ו -61931018), כמו גם תוכנית המו"פ הלאומית של סין (מענק מס '2021YFB3200100). המחקר מודה למעבדה למיקרוסקופיית אלקטרונים באוניברסיטת פקין על מתן גישה למיקרוסקופ אלקטרונים. בנוסף, המחקר מודה ליינג קוי ולבית הספר למדעי כדור הארץ והחלל באוניברסיטת פקין על עזרתם במדידות ראמאן.

1. סינתזה של ננו-חלקיקים
<ol><li>הכנת תמיסת כסף חנקתי<ol><li>באמצעות איזון שקילה מדויק, מדדו 0.0017 גרם של חנקת כסף ברמת AR (AgNO3, ראו טבלת חומרים) והוסיפו אותו ל-10 מ"ל מים שעברו דה-יוניזציה (DI). ערבבו את התערובת ליצירת תמיסת AgNO 3 של 10-3 mol/L.</li>
	</ol></li>
	<li>הכנת קומפלקס כסף-אמוניה<ol><li>קח 1 מ"ל של מי אמוניה בדירוג AR (NH3. H2O, ראה טבלת חומרים) באמצעות מזרק, ולהוסיף אותו טיפה אחר טיפה לתמיסת הכסף החנקתי תוך כדי ערבוב. עצור את התוספת הטיפתית כאשר הפתרון הופך ברור.</li>
	</ol></li>
	<li>הכנת תמיסת הגלוקוז<ol><li>באמצעות מאזן שקילה מדויק, מדדו 0.36 גרם אבקת גלוקוז ברמת AR (ראו טבלת חומרים) והוסיפו אותה ל-10 מ"ל מים DI. ערבבו היטב את התערובת ליצירת תמיסת גלוקוז בנפח 0.2 M.</li>
	</ol></li>
	<li>סינתזה של חלקיקי כסף (AgNPs)<ol><li>השתמש באקדח פיפטה כדי להוסיף 30 μL של קומפלקס כסף-אמוניה (מוכן בשלב 1.2) לתמיסת גלוקוז (מוכן בשלב 1.3) במרווחים של 30 דקות. חזור על תהליך זה 4-6 פעמים תוך כדי ערבוב עד שהתמיסה הופכת צהובה.</li>
	</ol></li>
</ol>2. הכנת מצעים גמישים
<ol><li>הכנת מצע PDMS<ol><li>כדי לסנתז את מצע ה-PDMS, יש ליטול כ-5 גרם של תמיסת PDMS A ולהוסיף תמיסת B (מתוך ערכה מסחרית, ראו טבלת חומרים) ביחס של 1:10.</li>
		<li>ערבבו וערבבו היטב את תמיסות PDMS A ו-B.</li>
		<li>מעבירים את ה-PDMS המעורב לתבנית מרובעת ואופים אותו בתנור של 80°C למשך שעתיים.</li>
		<li>לאחר הריפוי בתהליך הנ"ל, השתמשו באזמל כדי לחתוך את ה-PDMS לאורך הרשת הכהה של צלחת הפטרי, וצרו קוביות PDMS קטנות בממדים של כ-1X1 ס"מ.</li>
	</ol></li>
	<li>שינוי פני השטח<ol><li>נושא את חתיכות PDMS קטנות הנ"ל לטיפול פלזמה. השתמש במעבד פלזמה ידני (ראה טבלת חומרים) והזז אותו קדימה ואחורה כ 5-10 ס"מ מעל פני השטח PDMS כדי לבצע טיפול פלזמה פני השטח.</li>
		<li>השתמש במעבד הפלזמה כדי לשנות את פני השטח, ולגרום להיווצרות קבוצות הידרוקסיל על פני השטח PDMS, מה שהופך אותו הידרופילי27.</li>
	</ol></li>
	<li>שינוי עם APTES<ol><li>הכן פתרון APTES של 10% (ראה טבלת חומרים).</li>
		<li>טבול את PDMS שעבר שינוי פני שטח שהושג בשלב 2.2 לתוך פתרון APTES ואפשר לו לשבת במשך 10 שעות. זה מאפשר ל-APTES להיקשר לקבוצות ההידרוקסיל על פני השטח של PDMS.</li>
	</ol></li>
	<li>הרכבה עצמית של AgNPs<ol><li>לטבול את מצע PDMS שהתקבל בשלב 2.3 לתוך פתרון AgNPs מסונתז בשלב 1.4 במשך 10 שעות. זה מרכיב בעצמו את AgNPs על מצע PDMS, ויוצר את מצע זיהוי SERS הגמיש הסופי.</li>
	</ol></li>
</ol>

ייצור מצע גמיש לזיהוי SERS של R6G ו-Thiram

<ol><li>Zheng, F., Ke, W., Shi, L., Liu, H., Zhao, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Plasmonic+Au-Ag+janus+nanoparticle+engineered+ratiometric+surface-enhanced+Raman+scattering+aptasensor+for+ochratoxin+A+detection%5BTitle%5D)+AND+%22Analytical+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Plasmonic Au-Ag janus nanoparticle engineered ratiometric surface-enhanced Raman scattering aptasensor for ochratoxin A detection.</a> Analytical Chemistry. 91 (18), 11812-11820 (2019).</li>
<li>Zhou, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Size-tunable+gold+aerogels%3A+a+durable+and+misfocus-tolerant+3D+substrate+for+multiplex+SERS+detection%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Optical+Materials%22%5BJournal%5D)">Size-tunable gold aerogels: a durable and misfocus-tolerant 3D substrate for multiplex SERS detection.</a> Advanced Optical Materials. 9 (17), 2100352(2021).</li>
<li>Fan, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Graphene+oxide+and+shape-controlled+silver+nanoparticle+hybrids+for+ultrasensitive+single-particle+surface-enhanced+Raman+scattering+%28SERS%29+sensing%5BTitle%5D)+AND+%22Nanoscale%22%5BJournal%5D)">Graphene oxide and shape-controlled silver nanoparticle hybrids for ultrasensitive single-particle surface-enhanced Raman scattering (SERS) sensing.</a> Nanoscale. 6 (9), 4843-4851 (2014).</li>
<li>Xu, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Graphene-veiled+gold+substrate+for+surface-enhanced+Raman+spectroscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Materials%22%5BJournal%5D)">Graphene-veiled gold substrate for surface-enhanced Raman spectroscopy.</a> Advanced Materials. 25 (6), 928-933 (2013).</li>
<li>Li, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Graphene-coated+Si+nanowires+as+substrates+for+surface-enhanced+Raman+scattering%5BTitle%5D)+AND+%22Applied+Surface+Science%22%5BJournal%5D)">Graphene-coated Si nanowires as substrates for surface-enhanced Raman scattering.</a> Applied Surface Science. 541, 0169-4332 (2021).</li>
<li>Chin, C. Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High+sensitivity+enhancement+of+multi-shaped+silver-nanoparticle-decorated+hydrophilic+PVDF-based+SERS+substrates+using+solvating+pretreatment%5BTitle%5D)+AND+%22Sensors+and+Actuators%3A+B.+Chemistry%22%5BJournal%5D)">High sensitivity enhancement of multi-shaped silver-nanoparticle-decorated hydrophilic PVDF-based SERS substrates using solvating pretreatment.</a> Sensors and Actuators: B. Chemistry. 347, 130614(2021).</li>
<li>Volpe, G., Noack, M., Acimovic, S. S., Reinhardt, C., Quidant, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Near-field+mapping+of+plasmonic+antennas+by+multiphoton+absorption+in+poly%28methyl+methacrylate%29%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Letters%22%5BJournal%5D)">Near-field mapping of plasmonic antennas by multiphoton absorption in poly(methyl methacrylate).</a> Nano Letters. 12 (9), 4864-4868 (2012).</li>
<li>Novikov, S. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fractal+shaped+periodic+metal+nanostructures+atop+dielectric-metal+substrates+for+SERS+applications%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Photonics%22%5BJournal%5D)">Fractal shaped periodic metal nanostructures atop dielectric-metal substrates for SERS applications.</a> ACS Photonics. 7 (7), 1708-1715 (2020).</li>
<li>Li, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((300+mm+wafer-level%2C+ultra-dense+arrays+of+Au-capped+nanopillars+with+sub-10+nm+gaps+as+reliable+SERS+substrates%5BTitle%5D)+AND+%22Nanoscale%22%5BJournal%5D)">300 mm wafer-level, ultra-dense arrays of Au-capped nanopillars with sub-10 nm gaps as reliable SERS substrates.</a> Nanoscale. 6 (21), 12391-12396 (2014).</li>
<li>Mecker, L. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Selective+melamine+detection+in+multiple+sample+matrices+with+a+portable+Raman+instrument+using+surface-enhanced+Raman+spectroscopy-active+gold+nanoparticles%5BTitle%5D)+AND+%22Analytica+Chimica+Acta%22%5BJournal%5D)">Selective melamine detection in multiple sample matrices with a portable Raman instrument using surface-enhanced Raman spectroscopy-active gold nanoparticles.</a> Analytica Chimica Acta. 733, 48-55 (2012).</li>
<li>Shao, J. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((PLLA+nanofibrous+paper-based+plasmonic+substrate+with+tailored+hydrophilicity+for+focusing+SERS+detection%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Applied+Materials+%26+Interfaces%22%5BJournal%5D)">PLLA nanofibrous paper-based plasmonic substrate with tailored hydrophilicity for focusing SERS detection.</a> ACS Applied Materials & Interfaces. 7, 5391-5399 (2015).</li>
<li>Chen, Y. M., Ge, F. Y., Guang, S. Y., Cai, Z. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Low-cost+and+large-scale+flexible+SERS-cotton+fabric+as+a+wipe+substrate+for+surface+trace+analysis%5BTitle%5D)+AND+%22Applied+Surface+Science%22%5BJournal%5D)">Low-cost and large-scale flexible SERS-cotton fabric as a wipe substrate for surface trace analysis.</a> Applied Surface Science. 436, 111-116 (2018).</li>
<li>Yang, L., Zhen, S. J., Li, Y. F., Huang, C. Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Silver+nanoparticles+deposited+on+graphene+oxide+for+ultrasensitive+surface-enhanced+Raman+scattering+immunoassay+of+cancer+biomarker%5BTitle%5D)+AND+%22Nanoscale%22%5BJournal%5D)">Silver nanoparticles deposited on graphene oxide for ultrasensitive surface-enhanced Raman scattering immunoassay of cancer biomarker.</a> Nanoscale. 10, 11942-11947 (2018).</li>
<li>Creedon, N. C., Lovera, P., Furey, A., O'Riordan, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transparent+polymer-based+SERS+substrates+templated+by+a+soda+can%5BTitle%5D)+AND+%22Sensors+and+Actuators%2C+B%22%5BJournal%5D)">Transparent polymer-based SERS substrates templated by a soda can.</a> Sensors and Actuators, B. 259, 64-74 (2018).</li>
<li>Shiohara, A., Langer, J., Polavarapu, L., Marzan, L. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Solution+processed+polydimethylsiloxane%2Fgold+nanostar+flexible+substrates+for+plasmonic+sensing%5BTitle%5D)+AND+%22Nanoscale%22%5BJournal%5D)">Solution processed polydimethylsiloxane/gold nanostar flexible substrates for plasmonic sensing.</a> Nanoscale. 6, 9817-9823 (2014).</li>
<li>Guo, H. Y., Jiang, D., Li, H. B., Xu, S. P., Xu, W. Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Highly+efficient+construction+of+silver+nanosphere+dimers+on+poly+%28dimethylsiloxane%29+sheets+for+surface-enhanced+Raman+scattering%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Physical+Chemistry+C%22%5BJournal%5D)">Highly efficient construction of silver nanosphere dimers on poly (dimethylsiloxane) sheets for surface-enhanced Raman scattering.</a> Journal of Physical Chemistry C. 117, 564-570 (2013).</li>
<li>Park, S., Lee, J., Ku, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transparent+and+flexible+surface-enhanced+Raman+scattering+%28SERS%29+sensors+based+on+gold+nanostar+arrays+embedded+in+silicon+rubber+film%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Applied+Materials+Interfaces%22%5BJournal%5D)">Transparent and flexible surface-enhanced Raman scattering (SERS) sensors based on gold nanostar arrays embedded in silicon rubber film.</a> ACS Applied Materials Interfaces. 9, 44088-44095 (2017).</li>
<li>Li, L. M., Chin, W. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rapid+fabrication+of+a+flexible+and+transparent+Ag+nanocubes%40+PDMS+film+as+a+SERS+substrate+with+high+performance%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Applied+Materials+%26+Interfaces%22%5BJournal%5D)">Rapid fabrication of a flexible and transparent Ag nanocubes@ PDMS film as a SERS substrate with high performance.</a> ACS Applied Materials & Interfaces. 12 (33), 37538-37548 (2020).</li>
<li>Yang, J. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantitative+detection+using+two-dimensional+shell-isolated+nanoparticle+film%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Raman+Spectroscopy%22%5BJournal%5D)">Quantitative detection using two-dimensional shell-isolated nanoparticle film.</a> Journal of Raman Spectroscopy. 48, 919-924 (2017).</li>
<li>Fortuni, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+situ+synthesis+of+Au-shelled+Ag+nanoparticles+on+PDMS+for+flexible%2C+long-life%2C+and+broad+spectrum-sensitive+SERS+substrates%5BTitle%5D)+AND+%22Chemical+Communications%22%5BJournal%5D)">In situ synthesis of Au-shelled Ag nanoparticles on PDMS for flexible, long-life, and broad spectrum-sensitive SERS substrates.</a> Chemical Communications. 53 (82), 11298-11301 (2017).</li>
<li>Wu, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Graphene+oxide+scroll+meshes+prepared+by+molecular+combing+for+transparent+and+flexible+electrodes%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Materials+Technologies%22%5BJournal%5D)">Graphene oxide scroll meshes prepared by molecular combing for transparent and flexible electrodes.</a> Advanced Materials Technologies. 2 (2), 1600231(2017).</li>
<li>Li, Z. Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Silver+nanowire-templated+molecular+nanopatterning+and+nanoparticle+assembly+for+surface-enhanced+Raman+scattering%5BTitle%5D)+AND+%22Chemistry-A+European+Journal%22%5BJournal%5D)">Silver nanowire-templated molecular nanopatterning and nanoparticle assembly for surface-enhanced Raman scattering.</a> Chemistry-A European Journal. 25 (45), 10561-10565 (2019).</li>
<li>Zhan, H. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transfer+printing+for+preparing+nanostructured+PDMS+film+as+flexible+SERS+active+substrate%5BTitle%5D)+AND+%22Composites+Part+B%3A+Engineering%22%5BJournal%5D)">Transfer printing for preparing nanostructured PDMS film as flexible SERS active substrate.</a> Composites Part B: Engineering. 84, 222-227 (2016).</li>
<li>West, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Searching+for+better+plasmonic+materials%5BTitle%5D)+AND+%22Laser+%26+Photonics+Reviews%22%5BJournal%5D)">Searching for better plasmonic materials.</a> Laser & Photonics Reviews. 4, 795-808 (2010).</li>
<li>Anastassiades, M., Lehotay, S. J., Štajnbaher, d, Schenck, F. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fast+and+easy+multiresidue+method+employing+acetonitrile+extraction%2Fpartitioning+and+%26%2334%3Bdispersive+solid-phase+extraction%26%2334%3B+for+the+determination+of+pesticide+residues+in+produce%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+AOAC+International%22%5BJournal%5D)">Fast and easy multiresidue method employing acetonitrile extraction/partitioning and &#34;dispersive solid-phase extraction&#34; for the determination of pesticide residues in produce.</a> Journal of AOAC International. 86 (2), 412-431 (2003).</li>
<li>A green chemistry synthesis of Ag nanoparticles and their concentrated distribution on PDMS elastomer film for more sensitive SERS detection. Zhu, J., et al. 2017 19th International Conference on Solid-State Sensors, Actuators and Microsystems (TRANSDUCERS), , (2017).</li>
<li>Damalas, C. A., Eleftherohorinos, I. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pesticide+exposure%2C+safety+issues%2C+and+risk+assessment+indicators%5BTitle%5D)+AND+%22International+Journal+of+Environmental+Research+and+Public+Health%22%5BJournal%5D)">Pesticide exposure, safety issues, and risk assessment indicators.</a> International Journal of Environmental Research and Public Health. 8 (5), 1402-1419 (2011).</li>
<li>Zannotti, M., Rossi, A., Giovannetti, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((SERS+activity+of+silver+nanosphere%2C+triangular+nanoplates%2C+hexagonal+nanoplates+and+quasi-spherical+nanoparticles%3A+effect+of+shape+and+morphology%5BTitle%5D)+AND+%22Coatings%22%5BJournal%5D)">SERS activity of silver nanosphere, triangular nanoplates, hexagonal nanoplates and quasi-spherical nanoparticles: effect of shape and morphology.</a> Coatings. 10, 288(2020).</li>
<li>Zhu, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Large-scale+fabrication+of+ultrasensitive+and+uniform+surface-enhanced+Raman+scattering+substrates+for+the+trace+detection+of+pesticides%5BTitle%5D)+AND+%22Nanomaterials%22%5BJournal%5D)">Large-scale fabrication of ultrasensitive and uniform surface-enhanced Raman scattering substrates for the trace detection of pesticides.</a> Nanomaterials. 8 (7), 520(2018).</li>
<li>Lu, H., Zhu, L., Zhang, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mixing+assisted+%26%2334%3Bhot+spots%26%2334%3B+occupying+SERS+strategy+for+highly+sensitive+in+situ+study%5BTitle%5D)+AND+%22Analytical+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Mixing assisted &#34;hot spots&#34; occupying SERS strategy for highly sensitive in situ study.</a> Analytical Chemistry. 90 (7), 4535-4543 (2018).</li>
<li>Mao, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microfluidic+surface-enhanced+Raman+scattering+sensors+based+on+nanopillar+forests+realized+by+an+oxygen-plasma-stripping-of-photoresist+technique%5BTitle%5D)+AND+%22Small%22%5BJournal%5D)">Microfluidic surface-enhanced Raman scattering sensors based on nanopillar forests realized by an oxygen-plasma-stripping-of-photoresist technique.</a> Small. 10 (1), 127-134 (2014).</li>
<li>Zhang, C. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Small+and+sharp+triangular+silver+nanoplates+synthesized+utilizing+tiny+triangular+nuclei+and+their+excellent+SERS+activity+for+selective+detection+of+Thiram+residue+in+soil%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Applied+Materials+and+Interfaces%22%5BJournal%5D)">Small and sharp triangular silver nanoplates synthesized utilizing tiny triangular nuclei and their excellent SERS activity for selective detection of Thiram residue in soil.</a> ACS Applied Materials and Interfaces. 9, 17387-17398 (2017).</li>
<li>Zhu, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Detection+of+dithiocarbamate+pesticides+with+a+spongelike+surface-enhanced+raman+scattering+substrate+made+of+reduced+graphene+oxide-wrapped+silver+nanocubes%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Applied+Materials+and+Interfaces%22%5BJournal%5D)">Detection of dithiocarbamate pesticides with a spongelike surface-enhanced raman scattering substrate made of reduced graphene oxide-wrapped silver nanocubes.</a> ACS Applied Materials and Interfaces. 9, 39618-39625 (2017).</li>
<li>Zhu, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Highly+sensitive+and+label-free+determination+of+thiram+residue+using+surface-enhanced+Raman+spectroscopy+%28SERS%29+coupled+with+paper-based+microfluidics%5BTitle%5D)+AND+%22Analytical+Methods%22%5BJournal%5D)">Highly sensitive and label-free determination of thiram residue using surface-enhanced Raman spectroscopy (SERS) coupled with paper-based microfluidics.</a> Analytical Methods. 9, 6186-6193 (2017).</li>
<li>Yu, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Gold-nanorod-coated+capillaries+for+the+SERS-based+detection+of+Thiram%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Applied+Nano+Materials%22%5BJournal%5D)">Gold-nanorod-coated capillaries for the SERS-based detection of Thiram.</a> ACS Applied Nano Materials. 2 (1), 598-606 (2019).</li>
<li>Zhang, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rapid+and+non-invasive+surface-enhanced+Raman+spectroscopy+%28SERS%29+detection+of+chlorpyrifos+in+fruits+using+disposable+paper-based+substrates+charged+with+gold+nanoparticle%2Fhalloysite+nanotube+composites%5BTitle%5D)+AND+%22Mikrochim+Acta%22%5BJournal%5D)">Rapid and non-invasive surface-enhanced Raman spectroscopy (SERS) detection of chlorpyrifos in fruits using disposable paper-based substrates charged with gold nanoparticle/halloysite nanotube composites.</a> Mikrochim Acta. 189, 189-197 (2022).</li>
<li>Lee, C. H., Tian, L., Singamaneni, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Paper-based+SERS+swab+for+rapid+trace+detection+on+real-world+surfaces%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Applied+Materials+and+Interfaces%22%5BJournal%5D)">Paper-based SERS swab for rapid trace detection on real-world surfaces.</a> ACS Applied Materials and Interfaces. 2, 3429-3435 (2010).</li>
<li>Cheng, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Drug+preconcentration+and+direct+quantification+in+biofluids+using+3D-printed+paper+cartridge%5BTitle%5D)+AND+%22Biosensors+and+Bioelectronics%22%5BJournal%5D)">Drug preconcentration and direct quantification in biofluids using 3D-printed paper cartridge.</a> Biosensors and Bioelectronics. 189, 113266-113277 (2021).</li>
</ol>

המחברים מצהירים כי אין ניגודי עניינים.

במחקר זה הוצג מצע SERS גמיש, אשר חיבר AgNPs ל- PDMS באמצעות שינוי כימי והשיג ביצועים מצוינים. במהלך סינתזת חלקיקים, במיוחד בסינתזה של קומפלקס אמוניה כסופה (שלב 1.2), צבע התמיסה משחק תפקיד מכריע. הוספת כמות גדולה מדי של מי אמוניה עלולה להשפיע לרעה על איכות הסינתזה של AgNPs, מה שעלול להוביל לתוצאות גילוי לא מוצלחות. יש לשים לב לשינוי המצע (שלב 2.2) במהלך תהליך הסינתזה; אחרת, ייתכן שרכיבי AgNP לא יתחברו כראוי ל-PDMS, וכתוצאה מכך ביצועי הזיהוי ייחלשו.
בהכנות מעשיות, ביצועי הזיהוי של מצע SERS עשויי...

פיזור ראמאן משופר פני השטח (SERS), כסוג של פיזור ראמאן, מציע את היתרונות של רגישות גבוהה ותנאי גילוי עדינים, ואף יכול להשיג זיהוי מולקולה בודדת 1,2,3,4. ננו-מבנים מתכתיים, כגון זהב וכסף, משמשים בדרך כלל כמצעי SERS כדי לאפשר זיהוי חומרים 5,6. שיפור צימוד אלקטרומגנטי על משטחים ננו-מבניים ממלא תפקיד משמעותי ביישומי SERS. ננו-מבנים מתכתיים עם גדלים, צורות, מרחקים וקומפוזיציות בין-חלקיקיים שונים יכולים להצטבר וליצור "נקודות חמות" רבות המייצרות שדות אלקטרומגנטיים אינטנסיביים עקב תהודה פלסמונית מקומית של פני השטח 7,8. מחקרים רבים פיתחו ננו-חלקיקי מתכת בעלי מורפולוגיות שונות כמצעי SERS, והראו את יעילותם בהשגת שיפור SERS 9,10.
מצעי SERS גמישים מוצאים יישומים רחבים, עם ננו-מבנים המסוגלים לייצר אפקטים של SERS המופקדים על מצעים גמישים כדי להקל על זיהוי ישיר על משטחים מעוקלים. מצעי SERS גמישים משמשים לגילוי ואיסוף אנליטים על משטחים לא סדירים, לא מישוריים או מעוקלים. מצעי SERS גמישים נפוצים כוללים סיבים, יריעות פולימר ויריעות תחמוצת גרפן11,12,13,14. ביניהם, polydimethylsiloxane (PDMS) הוא אחד החומרים הפולימריים הנפוצים ביותר ומציע יתרונות כגון שקיפות גבוהה, חוזק מתיחה גבוה, יציבות כימית, אי רעילות, הידבקות15,16,17. ל-PDMS חתך ראמאן נמוך, מה שהופך את השפעתו על אות הרמאןלזניחה-18. מאז פרפולימר PDMS הוא בצורה נוזלית, זה יכול להירפא על ידי חום או אור, מתן רמה גבוהה של שליטה ונוחות. מצעי SERS מבוססי PDMS הם מצעי SERS גמישים נפוצים יחסית, לאחר ששימשו במחקרים קודמים להטמעת ננו-חלקיקי מתכת שונים לגילוי חומרים ביוכימיים שונים עם ביצועים מופתיים19,20.
בהכנת מצעי SERS, הייצור של מבני ננו-פער הוא קריטי. טכנולוגיית שיקוע פיזי מציעה יתרונות כמו מדרגיות גבוהה, אחידות ויכולת שחזור, אך בדרך כלל דורשת תנאי ואקום טובים וציוד מיוחד, המגבילים את היישומים המעשיים שלה21. בנוסף, ייצור ננו-מבנים בקנה מידה ננומטרי מעטים נותר מאתגר עם טכניקות שיקוע קונבנציונליות22. כתוצאה מכך, ננו-חלקיקים המסונתזים בשיטות כימיות יכולים להיספח על גבי שכבות שקופות גמישות באמצעות אינטראקציות שונות, מה שמקל על הרכבה עצמית של מבנים מתכתיים בקנה מידה ננומטרי. כדי להבטיח ספיחה מוצלחת, ניתן להתאים אינטראקציות על ידי שינוי פיזי או כימי של משטח הסרט כדי לשנות את הידרופיליות פני השטח שלו23. ננו-חלקיקי כסף, בהשוואה לננו-חלקיקי זהב, מציגים ביצועי SERS טובים יותר, אך חוסר היציבות שלהם, במיוחד רגישותם לחמצון באוויר, גורם לירידה מהירה במקדם שיפור SERS (EF), המשפיע על ביצועי המצע24. לפיכך, חיוני לפתח שיטת חלקיקים יציבה.
נוכחותן של שאריות חומרי הדברה זכתה לתשומת לב רבה, ויצרה צורך דחוף בשיטות איתנות המסוגלות לאתר ולזהות במהירות סוגים שונים של כימיקלים מסוכנים במזון בשטח25,26. מצעי SERS גמישים מציעים יתרונות ייחודיים ביישומים מעשיים, במיוחד בתחום בטיחות המזון. מאמר זה מציג שיטה להכנת מצע SERS גמיש על-ידי חיבור ננו-חלקיקי כסף מסונתזים מצופים גלוקוז (AgNPs) על מצע PDMS (איור 1). נוכחות של גלוקוז מגן על AgNPs, הפחתת חמצון כסף באוויר. המצע מדגים ביצועי גילוי מעולים, מסוגל לזהות רודמין 6G (R6G) נמוך כמו 10-10 M וחומר הדברה Thiram נמוך כמו 10-8 M, עם אחידות טובה. יתר על כן, ניתן להשתמש במצע הגמיש לגילוי באמצעות הדבקה ודגימה, עם תרחישי יישום פוטנציאליים רבים.

<table><tbody><tr><td>אמוניה (NH3.H2O, 25%)</td><td>Beijing Chemical Works</td><td></td><td></td></tr><tr><td>APTES (98%)</td><td>Beyotime</td><td>ST1087</td><td></td></tr><tr><td>BD-20AC Laboratory Chrona Treater</td><td>Electro-Technic Products Inc.</td><td>12051A</td><td></td></tr><tr><td>D-גלוקוז</td><td>בייג'ינג עבודות</td><td></td><td></td>כימיות</tr><tr><td>מיקרוסקופ אלקטרונים סריקה סביבתית (ESEM)</td> <td>FEI</td><td>QUANTA 250</td><td></td></tr><tr><td>מיקרוסקופ רמאן</td><td>Horiba JY</td><td>LabRAM HR Evolution</td><td></td></tr><tr><td>Rhodamine 6G</td><td>בייג'ינג עבודות</td><td></td><td></td>כימיות</tr><tr><td>בסיס אלסטומר סיליקון וסוכן ריפוי אלסטומר סיליקון</td><td>Dow Corning תאגיד</td><td>SYLGARD 184</td><td></td></tr><tr><td>חנקת כסף</td><td>בייג'ינג עבודות</td><td></td><td></td>כימיות</tr><tr><td>תיראם (C6H12N2S2, 99.9%)</td><td>Beijing Chemical Works</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

ייצור מצע פיזור ראמאן גמיש (sers) מבוסס פולידימתילסילוקסאן (pdms) לזיהוי רגיש במיוחד

Fabrication of polydimethylsiloxane (PDMS)-Based Flexible Surface-Enhanced Raman Scattering (SERS) Substrate for Ultrasensitive Detection

מאמר זה מציג שיטת ייצור עבור מצע גמיש המיועד לפיזור ראמאן משופר על פני השטח (SERS). ננו-חלקיקי כסף (AgNPs) סונתזו באמצעות תגובת מורכבות המערבת חנקת כסף (AgNO3) ואמוניה, ולאחר מכן הפחתה באמצעות גלוקוז. ה-AgNPs שהתקבלו הציגו התפלגות גודל אחידה שנעה בין 20 ננומטר ל-50 ננומטר. לאחר מכן, 3-aminopropyl triethoxysilane (APTES) שימש כדי לשנות מצע PDMS שטופל על פני השטח עם פלזמה חמצן. תהליך זה הקל על הרכבה עצמית של AgNPs על המצע. הערכה שיטתית של ההשפעה של תנאי ניסוי שונים על ביצועי המצע הובילה לפיתוח מצע SERS עם ביצועים מצוינים וגורם משופר (EF). באמצעות מצע זה הושגו מגבלות גילוי מרשימות של 10-10 M עבור R6G (Rhodamine 6G) ו-10-8 M עבור Thiram. המצע שימש בהצלחה לאיתור שאריות חומרי הדברה על תפוחים, והניב תוצאות משביעות רצון ביותר. מצע SERS הגמיש מדגים פוטנציאל גדול ליישומים בעולם האמיתי, כולל זיהוי בתרחישים מורכבים.

במחקר זה פותח מצע SERS גמיש המורכב מ-AgNPs סינתטיים עטופים בגלוקוז ומורכבים בעצמם על PDMS באמצעות APTES, ומשיגים ביצועי זיהוי מצוינים עבור יישומי זיהוי חומרי הדברה מעשיים. גבולות הזיהוי של R6G ו-Thiram הושגו שניהם ב-10-10 M וב-10-8 M, בהתאמה, עם מקדם שיפור (EF) של 1 x 10 5. יתר על כן, המצע הפגין אחידות.
ה-AgNPs העטופים בגלוקוז סונתזו בשיטת טולנס משופרת28,29. מכלול AgNPs זה לא רק יצר אות SERS חזק, אלא גם...

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

This article presents a fabrication method for a flexible substrate designed for Surface-Enhanced Raman Scattering (SERS). Silver nanoparticles (AgNPs) ...

פרוטוקול זה מתאר הכנת מצעים גמישים של SERS, החלתם על תרחישי זיהוי בפועל. המצע הגמיש SERS המוצע על ידי פרוטוקול זה הוא ידידותי לסביבה ומשיג ביצועי זיהוי טובים. ננו-חלקיקי הכסף יכולים להיות מסונתזים בקלות על ידי כלים פשוטים, ואינם דורשים תנאי ניסוי מסובכים וסביבה.במעבדה שלנו, אנו מתכננים להתמקד בחקר חלקיקי הכסף המסונתזים באמצעות הכלי המשמש במחקר זה. נחקור שיטות לשיפור יכולות זיהוי ה- SERS שלהם, ונמנף את התכונות והמאפיינים הייחודיים שלהם כדי לתכנן מצעי זיהוי SERS בעלי ביצועים טובים יותר.

fabrication-polydimethylsiloxane-pdms-based-flexible-surface-enhanced

Research

JoVE Journal

Engineering

הנדסה

חיישן מייקרו רגישות גבוהה פוטוניים פותח לגילוי שדה חשמלי. החיישן מנצל את המצבים האופטיים של מרחב דיאלקטרי. שינויים בשדה החשמלי החיצוני מטריד את מורפולוגיה הכדור שהובילה לשינויים במצבים האופטיים שלה. עוצמת השדה החשמלית שנמדדה על ידי ניטור אופטיים המשמרות האלה.

פיתוח של חיישני Whispering גלרית Mode פולימריים מייקר אופטי שדה חשמליים

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

יצירת תחליבים כפולים מיקרופלואידיים כוללת בדרך כלל מכשירים עם יכולת הרטבה מעוצבת או רכיבי זכוכית בהתאמה אישית. כאן אנו מתארים את הייצור והבדיקה של מחולל תחליב כפול שכולו פולידימתילסילוקסן (PDMS) שאינו דורש טיפול פני שטח או תהליכי ייצור מסובכים, ומסוגל לייצר תחליבים כפולים עד 14 מיקרומטר.

זוגי אמולסיה דור שימוש בהתקן זרימת פוקוס Co-הצירית polydimethylsiloxane (PDMS)

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

בדיקות אופטיות מבוססות ננו-חלקיקים תוכננו ככלי לזיהוי אנטיגנים באמצעות ספקטרוסקופיה של Raman ו-UV-Vis. כאן אנו מתארים פרוטוקול להכנת בדיקות כאלה לבדיקה אימונולוגית של ספקטרוסקופיה UV-Vis/Raman באופן שישלב יכולות ריבוב עתידיות.

בודה UV-Vis ראמאן ספקטרוסקופיה פלטפורמת Immunoassay

אבלציה מהירה במיוחד בלייזר בנוזל היא טכניקה מדויקת ורב-תכליתית לסינתזה של ננו-חומרים (ננו-חלקיקים [NPs] וננו-מבנים [NSs]) בסביבות נוזל/אוויר. ננו-חומרים בלייזר יכולים להיות פונקציונליים עם מולקולות פעילות ראמאן כדי לשפר את אות הרמאן של אנליטים הממוקמים על או ליד NSs/NPs.

ננו-חלקיקים וננו-מבנים מהירים במיוחד בלייזר עבור יישומי חישה מבוססי פיזור ראמאן משופרים בפני השטח

הפרוטוקול מתאר כיצד לנטר אירועים אלקטרוכימיים על ננו-חלקיקים בודדים באמצעות ספקטרוסקופיית פיזור ראמאן משופרת על פני השטח והדמיה.

מעקב אחר אלקטרוכימיה על ננו-חלקיקים בודדים באמצעות ספקטרוסקופיית פיזור ראמאן משופרת פני השטח ומיקרוסקופ

פרוטוקול זה מציג הליך דה-דפוס משופר לטכניקת היציקה הכפולה של פולידימתילסילוקסן (PDMS) על ידי הכנסת שמן סיליקון כמחסום לא דביק בין שכבות PDMS. בניגוד לשיטות פלזמה או שינוי משטח כימי, גישה זו אינה דורשת ציוד מיוחד או יקר, מה שהופך אותה לחלופה נגישה וחסכונית יותר.

יציקה כפולה משופרת של פולידימתילסילוקסן (PDMS) באמצעות טיפול בשמן סיליקון לשכפול מיקרו-מבנה צפוף

כאן אנו מציגים פרוטוקול לניתוח וזיקולות חוץ-תאיות קטנות (sEVs) באמצעות ספקטרוסקופיית רמאן משופרת על פני שטח ללא תוויות (SERS), המאפשר אבחון מחלות זעיר-פולשניות והערכת sEVs ככלי אספקה טיפולית.

חקר היישום של חישה ביולוגית מבוססת פיזור רמאן משופר על פני שטח של sEVs בודדים באבחון מחלות ובטיפולים

פרוטוקול זה מציג שיטה המושרה על ידי אור לייצור מבנים תלת מימדיים חלקלקים באמצעות דפוס דיגיטלי עוקב והשתלה על משטחים ננו-נקבוביים מצופים סילאן. גישה זו מאפשרת היווצרות מבוקרת מרחבית של אזורים חלקלקים, המאפשרת דחיית נוזלים דפוסית וניתוח כמותי של החלקה בין-פנים, עם יישומים במניפולציה של נוזלים והנדסת פני השטח.

דפוס והשתלה מושרי אור למשטחים חלקלקים המבוססים על מבנים ננו-נקבוביים מצופים סילאן

למדו להכין מצעי פיזור ראמאן מוגבר (SERS) גמישים מבוססי PDMS לזיהוי רגיש של תרכובות כמו R6G ו-Thiram. השיטה מאפשרת סינתזה פשוטה של ננו-חלקיקי כסף ללא תנאים מורכבים.

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

גלה סרטונים נוספים