Name: 化学汚染物質の迅速検出のためのラマン分光アッセイ強化フィルターベースの表面 (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-02-19T15:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 13 s
Description: 学ぶフィルターベースSERSアッセイによる化学汚染物質の迅速検出法。銀ナノ粒子を用いてラマン信号を増強し、農薬フェルバムや抗生物質アンピシリンなどの微量分子を高感度で検出します。環境モニタリングや食品分析に応用可能です。

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この資料は、ミネソタ大学の国立食品保護防衛センターからの助成金を通じて、米国国土安全保障省が助成金番号2010-ST-061-FD0001の下で支援した作業に基づいています。免責事項:この文書に含まれる見解と結論は著者のものであり、明示または黙示を問わず、必ずしも米国国土安全保障省または国立食品保護防衛センターの公式政策を表すものと解釈されるべきではありません。

1.銀ナノ粒子の合成15 <ol><li> 5秒間100ミリリットルの超純水（18.2ΩU）とボルテックスで18 mgの硝酸銀を溶解させます。 </li><li> 5秒間1ミリリットルの水とボルテックスで27 mgのクエン酸ナトリウム二水和物を溶解させます。 </li><li>撹拌棒を含む三角フラスコに準備された硝酸銀溶液のすべてを転送し、磁気ホットプレート上にフラスコを置きます。 〜350℃で700rpmでの撹拌速度で激しく撹拌しながらフラスコを加熱（プレート上で温度を設定）。 </li><li>沸騰した場合、直ちに三角フラスコに準備されたクエン酸ナトリウム溶液のすべてを追加し、解決策は、Ag NPの形成を示す緑がかった茶色を、なるまでさらに25分間沸騰するソリューションを残します。 </li><li>ホットプレートからフラスコを外し、一定の色やトランで、別の磁性板の上に置いた（加熱しないでください）​​、攪拌O / NがRTで同じ撹拌速度で混合物が安定状態に達するまでsparency。必要に応じて用意したAg NPの吸光度を決定するために、紫外可視分光光度計を使用してください。 </li><li> 100mlに超純水を用いて最終混合物を希釈します。 </li><li>必要に応じて、製造業者のプロトコルに従ってのAg NPのサイズを測定するゼータサイザーを使用してください。 </li><li>密閉容器に銀コロイドを移し、アルミホイルで光から保護します。必要に応じてコロイドを2ヶ月間4-7℃の冷蔵庫に保存することができます。 </li></ol> SERSアクティブフィルタ膜の2製作<ol><li> 50mMのNaCl溶液を作るために水100mlに2.92はグラムの塩化ナトリウム（食塩）を溶解します。 </li><li>用意したAg NPの1ミリリットル中に5 mMのNaCl溶液の1ミリリットルを追加し、20 rpmで10分間章動ミキサーで混ぜます。このステップでは、Agナノクラスターの中に銀のNPを集約することです。 </li><li>注射器に取り付けることができるフィルタホルダにフィルター膜（PVDF、0.1μmの孔径）を置きます。より小さい孔サイズ膜FOました銀ナノクラスターを捕捉し、一貫性のある信号を生成する際に、より大きな細孔サイズの膜（ すなわち、0.22μmの）よりウントより効果的。 </li><li>濾過のための注射器にロード用意したAgナノクラスターの2ミリリットルを。シリンジにフィルターホルダーを取り付け、手動で1滴/秒の流量で膜を通してのAgナノクラスターのボリューム全体を渡します。膜トラップのAgナノクラスターは、SERS活性フィルター膜を形成します。 </li><li>フィルターホルダーからフィルター膜を外します。膜への損傷を受けないためにピンセットを使用して、外リムに膜を保持している場合には、特別な注意が必要とされています。スライドガラス上に約3分と場所膜用の空気乾燥。 </li><li> SERS基板のラマン検出<ol><li> 5mWと、10倍の顕微鏡対物レンズをセット2の1秒、露出数の露光時間のレーザパワーと波長780nmのレーザにラマン測定器を設定します。ソフトウェア上の目的は、あまりにもそれに応じて設定されていることを確認します。&lt;/李&gt; <li>ラマン計測器のプラットフォーム上に上に膜を有するガラススライドを配置し、膜の表面に集中する顕微鏡を使用しています。 </li><li>ランダム膜表面8から10のスポットを選択し、機器が順番に自動的にそれらを収集します。分析のための製造元のソフトウェアでのスペクトルデータを開きます。 </li></ol></li></ol>化学汚染物質を検出するために、SERSアクティブフィルタシステムの3.アプリケーション<ol><li> 10 ppbでのフェルバム溶液を調製します。 注意：フェルバムは非常に揮発性です。固体を計量する際の注意事項（人工呼吸器やゴーグル）を使用します。 <ol><li> 2ミリグラムフェルバム粉末を秤量し、ストック溶液（100 ppm）を行う20 50mlの％アセトニトリル（10mLのアセトニトリルおよび10mlの水）の中に溶解します。 30秒間フラスコを渦。 </li><li>試験管に100ppmのフェルバム溶液1mlを取り、10ppmの溶液を作る9 50mlの％アセトニトリルを加えます。 5秒間チューブをボルテックス。 </li><li>の1ミリリットルを取り10 ppmの試験管内の溶液と9ミリリットルの50％アセトニトリルを追加するには、1 ppmの溶液を作製します。 5秒間チューブをボルテックス。 </li><li>試験管内では1ppm溶液1mlを取り、100ppbの溶液を作製するために9ミリリットルの50％アセトニトリルを追加します。 5秒間チューブをボルテックス。 </li><li>試験管内で100ppbの溶液1mlを取り、10 ppbの溶液を作製するために9ミリリットルの50％アセトニトリルを追加します。 5秒間チューブをボルテックス。 </li></ol></li><li> 1ppmのアンピシリン溶液を調製します。 <ol><li> 10 mgのアンピシリン粉末を秤量し、100ppmのアンピシリン溶液を作るために100 mLの水に溶解します。 30秒間フラスコを渦。 </li><li>試験管内で100ppmの溶液1mlを取り、10 ppmのアンピシリン溶液を作製するために9ミリリットルの水を追加します。 5秒間チューブをボルテックス。 </li><li>試験管に10ppmの溶液1mlを取り、1 ppmのアンピシリン溶液を作製するために9ミリリットルの水を追加します。 5秒間チューブをボルテックス。 </li></ol></li><li> NPコーティングされた側を上に向けて、バックフィルターホルダーにフィルター膜を置きます。&lt;/李&gt; <li>その後、新しいシリンジにロード一つのサンプルの5ミリリットルを、そして内側の銀コーティングされた膜でフィルターホルダーに取り付けます。 </li><li>手動で1滴/秒の流量で膜を通してサンプルのボリューム全体を渡します。標的分子は、フィルター膜上に塗布されたNPを吸着させ、濃縮することができます。 </li><li> 、フィルターホルダーからフィルタ膜を取り外し、約3分間空気乾燥し、ステップ2.6に記載したのと同じ方法を用いて、ラマン装置を使用して信号を測定します。 </li><li>別の銀コーティングされた膜を作成し、他のサンプルの検出のためのステップ3.3から追従する2.6を繰り返しステップ2.2。 </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>
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<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>
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<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>

著者らは開示するものは何もない。

このプロトコルにおいて重要なステップの一つは、均一のAg NPは一貫性のある結果を得るための鍵である銀のNP合成、です。加熱時間及び前駆体の濃度を正確に制御しなければなりません。このAgNPs製剤の平均サイズはゼータサイザーで測定した80ナノメートルである（データは示さず）。別の重要なステップは、塩濃度及び凝集時間を正確に制御しなければならない塩の集合体です。小さい細孔径を有する膜は、トラップのAgナノクラスターへのより効果的であることが見出されたように加えて、膜の選択も重要です。本研究で使用される特定の膜は、正面側のシリンジを接続するホルダー中に配置しなければならない前面及び裏面があります。それは下に置かれた場合には、コーティングは、それほど効果的でした。膜を通過する際に気泡を回避することは、成功したコーティングに別のキーです。 このアッセイのトラブルシューティングのために、次の手順推奨されています。何か少しシグナルが検出されない場合、以下の原因を確認してください。主な原因は、Ag NPはフィルター膜の細孔中に閉じ込めされるのに十分に集約されていない可能性があります。塩濃度および...

表面増強ラマン分光法（SERS）は、ナノテクノロジーを用いて、ラマン分光法を組み合わせた手法です。貴金属ナノ表面における検体のラマン散乱光の強度が大幅に局在表面プラズモン共鳴により増強される。1銀ナノ粒子（銀NPS）その高い拡張能力をはるかに最も広く使用されているSERS用基板である。今まで2 Ag NPの様々な合成方法が開発されている。3-6のAg NPは、その感度および/ ​​または機能を増強するのに有効なSERS基板として単独で使用、または他の材料及び構造と組み合わせることができる。7-11 SERS技術は、食品や環境試料中の様々な微量汚染物質の検出のための偉大な能力を実証している12は伝統的に、SERSのサンプルを調製するための2つの一般的な方法があります：。。溶液系と基板ベースの方法は、13 ソリューションベースのメ​​トdは、サンプルと混合するNPコロイドを使用しています。次にNP - 分析物複合体は、遠心分離を用いて回収し、乾燥後のラマン測定のための固体支持体上に堆積されます。基板ベースの方法は、通常、事前に作製した固体基板上に液体試料のいくつかのマイクロリットルを堆積させることによって適用される。14が、これら2つの方法のいずれもが、試料容量の大量のために有効かつ適用可能です。 SERSアッセイのいくつかの変更は、フィルターシステム15-21またはマイクロ流体デバイスの組み込みの統合などの音量制限を、克服した。21-24修正されたSERSアッセイは、化学汚染物質を監視するための感度と実現可能性に大きな向上を示しています大規模な水サンプルインチここでは、農薬フェルバムおよび抗生物質アンピシリンの微量を検出するために製造およびシリンジフィルターベースのSERS法の適用の詳細なプロトコルを示します。

<table><tbody><tr><td>アンピシリン</td><td>フィッシャー サイエンティフィック</td><td>BP1760-5</td><td>N/A</td></tr><tr><td>ファーバム</td><td>ケム サービス</td><td>N-11970-250MG</td><td>98+%</td></tr><tr><td>硝酸銀</td><td>シグマ アルドリッチ</td><td>209139</td><td>99.0+%</td></tr> <tr><td>クエン酸ナトリウム脱水</td>物 <td>シグマ アルドリッチ</td><td>W302600</td><td>99+%</td></tr> <tr><td>塩化ナトリウム</td><td>シグマ アルドリッチ</td><td>S7653</td><td>99.5+%</td></tr><tr><td>EMD ミリポアデュラポアPVDFメンブレンフィルター</td><td>フィッシャーサイエンティフィック</td><td>VVLP01300</td><td>0.10 &micro;m 細孔サイズ、親水性</td></tr><tr><td>ポリカーボネートフィルターホルダー</td><td>コールパーマー</td><td>EW-29550-40</td><td>直径13 mm</td></tr><tr><td>アナログボルテックスミキサー</td><td>フィッシャーサイエンティフィック</td><td>02-215-365</td><td>該当なし ナ</td></tr><tr><td>マチックミキサー</td><td>フィッシャーサイエンティフィ</td>ック <td>05-450-213</td><td>該当なし</td></tr><tr><td>DXR ラマン分光器</td><td>サーモサイエンティフィック</td><td>IQLAADGABFFAHCMAPB</td><td>レーザー出力:1 mW 露光時間:5秒</td></tr></tbody></table>

化学汚染物質の迅速検出のためのラマン分光アッセイ強化フィルターベースの表面

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

私たちは、さまざまな化学汚染物質の検出に適用できるフィルターシリンジシステムを使用して、高感度の表面増強ラマン分光(SERS)基板を製造する方法を実証します。銀ナノ粒子(Ag NP)は、クエン酸ナトリウムによる硝酸銀の還元によって合成されます。次に、NPは塩化ナトリウムによって凝集し、フィルター膜の細孔に閉じ込められる可能性のあるナノクラスターを形成します。シリンジはフィルターホルダーに接続されており、内部にフィルターメンブレンがあります。ナノクラスターをシリンジに装填し、メンブレンを通過することにより、液体はメンブレンを通過しますが、ナノクラスターは通過せず、SERS活性メンブレンを形成します。分析対象物を試験するとき、液体サンプルはシリンジにロードされ、Ag NPsコーティングされたメンブレンを通って流れます。分析種は、Ag NPでコーティングされたメンブレンに結合して濃縮します。次に、メンブレンをフィルターホルダーから取り外し、風乾してラマン装置で測定します。ここでは、AgNPとサンプルの体積が検出感度に及ぼす影響の研究と、開発されたアッセイを使用した10 ppbのフェルバムと1 ppmのアンピシリンの検出について紹介します。

この実験の主要な工程を示す模式図（ 図1）に示した。2が最大感度に達するために、膜コーティングでAgNPsの最適化されたボリュームを使用する重要性を示した図 。フェルバムを使用している場合0.5ミリリットル（不十分なコーティング）または2ミリリットル（あまりにも多くのコーティング）と比較したAg NPの1ミリリットルは、最も強い信号を提供します。 我々は開発したフィルタベースのSERSアッセイ（ 図1）によって、大きな信号強度で1 ppmには10ppbレベルとアンピシリンでフェルバムを検出することができました。フェルバムのSERSスペクトルは、10 ppbので明瞭な特徴的なピークを示します。 1386センチメートル-1のピークは混合CN伸縮およびC = Sの振動、および対称CH 3</s...

製造や化学汚染物質（ すなわち、農薬フェルバムと抗生物質アンピシリン）の検出のためのラマン分光（SERS）アッセイ強化フィルタベースの表面を実行するための手順が提示されています。

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

このフィルターベースの表面増強ラマン分光法の全体的な目的は、液体試料中のさまざまな標的分子を痕跡レベルで検出することです。この手法には、試料調製時間の短縮によるコスト削減という利点があるほか、より重要な点として、より大量の試料量を用いることで感度を高め、検出限界を下げることができるという利点があります。一般的に、この手法に不慣れな方は、適切な凝集ステップを行わないとナノ粒子がメンブレンの細孔にトラップされない、あるいはメンブレン上に均一に分散しないといった問題に直面することがあります。まず、100 millilitersの新鮮な硝酸銀溶液を準備し、350 °Cに設定したホットプレート上で、700 RPMのマグネチックスターラーを用いて沸騰するまで加熱します。沸騰したらすぐに、調製したばかりのクエン酸ナトリウム溶液を1 mL加え、25分間沸騰させます。銀ナノ粒子が形成されるにつれて、溶液は緑褐色に変化します。25分後、フラスコを加熱されていないスターラープレートに乗せ、700 RPMで一晩撹拌します。翌朝、混合液が一定の色と透明度を維持し、安定した状態にあることを確認します。必要に応じて、ナノ粒子の吸光度を測定してください。その後、超純水を用いて混合液を100 millilitersまで希釈します。次に、ゼタサイザーを用いて銀ナノ粒子のサイズを測定します。保存する場合は、銀ナノ粒子を密閉容器に移してください。アルミホイルで包み、遮光して保存します。コロイドは4 °Cで最大2か月間保存可能です。SERS活性フィルターメンブレンを調製するには、まず、調製したコロイド1 mLに5 mMの塩化ナトリウム1 mLを添加します。その後、ニューテーターを用いて20 RPMで10分間混合します。銀ナノクラスターが形成される間に、孔径 0.1 µm の PVDF メンブレンを準備します。フィルターホルダーが完全に乾燥しており、フィルターが正しい向きにセットされていることが極めて重要です。10 分間混合した後、2 mL のナノクラスターを、1 秒間に約 1 滴の速度でメンブレンを通してろ過します。中断することなく、溶液を連続的に押し出します。これにより、SERS活性フィルターメンブレンが作製されます。ピンセットを用いて、活性フィルターメンブレンを慎重に取り出します。その後、3分間自然乾燥させます。乾燥後、SERS活性膜をガラススライドに転写します。次に、SERS基板のラマン検出を行うため、装置を波長780 nm、出力5 mWのレーザーに設定します。露光時間を1秒に、露光強度を2に設定してください。10倍の対物レンズを使用して、サンプルに焦点を合わせます。ソフトウェア側でも対物レンズが10倍に設定されていることを確認してください。次に、メンブレン上の8〜10か所をランダムに選択し、装置を用いてそこからデータを収集します。次に、解析のためにメーカー提供のソフトウェアでスペクトルデータを開きます。まず、100 ppmのフェルバム溶液を連続希釈し、10 ppbのフェルバム溶液5 mLと50% アセトニトリルを調製します。続いて、ナノ粒子コーティング面を上に向けた状態で、活性膜をフィルターホルダーにセットします。次に、5 mLのサンプルを新しいシリンジに充填し、アクティブフィルターを取り付けます。サンプルを、1秒間に約1滴の一定速度でフィルターに通します。溶液のろ過が完了したら、メンブレンを慎重に取り外し、3分間自然乾燥させます。メンブレンが乾燥したら、直ちにラマン検出に進みます。データ収集は前述と同様に行います。この方法を用いて、さまざまな量で銀ナノ粒子の検討を行いました。感度を最大化した膜のコーティングに使用した銀ナノ粒子溶液の容量は1 mLでした。ラマンシフトの測定により、10 ppbのフェルバムのSERSスペクトルが検出可能であることが示されました。1386にあるピークは、シアニドと炭素-硫黄二重結合の伸縮の混合振動、および対称的なメチル基の変形によるものです。1516のピークはメチル基およびシアニド基の伸縮振動に関連しており、561のピークは硫黄結合の伸縮振動によって生成されます。1 ppmのアンピシリンのスペクトルも明確に検出されました。1594および1447のピークは、それぞれ炭素二重結合の伸縮振動およびメチレンエチル基の変角振動に由来します。1001の強いピークは、ベンゼン環の振動に由来します。852のピークは、対称的なCNC伸縮振動に関連しています。サンプル量を増やすことで、検出限界が向上しました。このフィルターベースの手法の利点には、調整可能な容量と調整可能な検出限界が含まれます。このビデオを視聴することで、フィルターメンブレンを用いて均一で感度の高いナノ基板を作製する方法を十分に理解できるはずです。この技術を習得し、適切に実施すれば、30分で完了させることができます。この手順に続き、SEMやTEMなどの他の手法を用いて、メンブレン上の銀ナノ粒子の分布などの追加的な疑問を解消することが可能です。この技術の開発後、分析化学分野の研究者が、さまざまな食品や環境サンプル中の微量化学標的を探索するための道が開かれました。殺虫剤や生物学的毒素を取り扱う際は、極めて危険であることに留意してください。本手順を実施する際は、常に白衣、呼吸用保護具、および保護メガネを着用してください。

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Research

JoVE Journal

Chemistry

化学

磁気変調バイオセンシングシステムを迅速に、敏感にそして単純にそのようなDNA分子やタンパク質などの生物学的アッセイを、検出するために利用されている。...

磁気変調バイオセンシングシステムを用いた生物学的アッセイの迅速な均質な検出

出典: Zhang, M. ら、 単一細菌における重水素取り込みの刺激ラマン散乱イメージングによる迅速抗菌薬感受性試験。J. Vis. Exp.

誘導ラマン散乱顕微鏡を用いた細菌抗生物質感受性の検出

私たちは、固定化されたタンパク質やアプタマーとナノ構造基板と対峙するナノ生物学的システムの作製と特性評価について説明します。ナノ構造基板のリソグラフィー作製、バイオ機能化、表面増強ラマン分光法(SERS)の特性評価を含む関連する実験ステップが報告されています。表面固定化タンパク質のSERS検出、およびタンパク質-リガンドおよびアプタマー-リガンド結合のプローブが実証されています。...

表面EBL作製したナノ構造基板を用いた生体分子のラマン分光検出の強化

この原稿は、フィールドポータブル電気細胞-基板インピーダンスセンサーで使用するためのニジマスギル上皮細胞を用いた流体バイオチップの調製方法を説明しています。...

毒性のための飲料水試料の迅速な評価のためのRTgill-W1細胞とのインピーダンスベースの流体バイオチップの製造および試験

シアノバクテリアの花と関連するシアノトキシンの早期発見のための高速-学際的な戦略がここに記載されています。これにより、水サンプルおよび二枚貝サンプルなどの有機マトリックス中のシアノバクテリアおよび関連するシアノトキシンを24時間で検出できます。...

高速検出戦略を用いたシアノバクテリアブルームと関連サイアノトキシンの早期発見

このプロトコルは、D2O代謝の単一細胞刺激ラマン散乱イメージングによる2.5時間以内の迅速な抗菌剤感受性試験(AST)アッセイを提示します。この方法は、尿または全血環境の細菌に適用され、診療所での迅速な単一細胞表現型ASTに変化します。...

単一細菌への重水素取り込みの誘導ラマン散乱イメージングによる迅速抗菌薬感受性試験

この論文では、同じ顕微鏡プラットフォームに統合された誘導ラマン散乱(SRS)とコヒーレント抗ストークスラマン散乱(CARS)の解像度、感度、イメージングコントラストを直接比較します。結果は、CARSの空間分解能が優れており、SRSはコントラストとスペクトル分解能が優れており、どちらの方法も感度が類似していることを示しています。...

化学イメージングのためのハイパースペクトル刺激ラマン散乱とコヒーレントアンチストークスラマン散乱顕微鏡の直接比較

我々は、広帯域刺激ラマン散乱(SRS)顕微鏡で化学画像を取得するためのプロトコルを提示する。差動マルチチャンネルロックイン検出で動作するSRS顕微鏡に基づいて、このプロトコルは、サンプル調製、SRS装置の調整、および化学的に不均一なサンプルの異なる成分を解きほぐすためのケモメトリックスを記述しています。...

広帯域刺激ラマン散乱顕微鏡に基づく多重化学イメージング

本研究では、ラベルフリーの生細胞バイオイメージングを示し、2つの細菌株を検出するために、良好な生体適合性を有する低コストの表面増強ラマン散乱(SERS)ベースの指紋ナノプローブを開発し、非破壊法で生細胞のSERSスペクトルを取得する方法を詳細に示した。...

Au@Carbonドットナノプローブに基づくラベルフリー表面増強ラマン散乱バイオアナリシス

このプロトコルでは、表面増強ラマン散乱用のフレキシブル基板の製造方法について説明します。この分析法は、低濃度の R6G と Thiram...

超高感度検出のためのポリジメチルシロキサン(PDMS)ベースのフレキシブル表面増強ラマン散乱(SERS)基板の作製

学ぶフィルターベースSERSアッセイによる化学汚染物質の迅速検出法。銀ナノ粒子を用いてラマン信号を増強し、農薬フェルバムや抗生物質アンピシリンなどの微量分子を高感度で検出します。環境モニタリングや食品分析に応用可能です。

化学汚染物質の迅速検出のためのラマン分光アッセイ強化フィルターベースの表面

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