Name: In situ表面増強ラマン分光特性評価のためのプラズモニックナノ粒子の光学的トラップ (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2022-06-23T12:50:00.000+00:00
Duration: 6 min 19 s
Description: 学ぶ光トラップとSERSを組み合わせたプラズモニックナノ粒子の制御法。凝集剤を用いずに銀ナノ粒子アセンブリを形成し、生体内条件下で標的分子を高感度に検出する技術を解説します。

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我々は、深セン市の科学技術イノベーション委員会からの資金援助を認める(No.JCYJ20180306174930894)、中山市科学技術局(2020AG003)、および香港研究助成評議会(プロジェクト26303018)。我々はまた、Che Chi-Ming Professorと、中華人民共和国香港特別行政区イノベーション技術委員会が立ち上げたHealth@InnoHKプログラムの下での「合成化学およびケミカルバイオロジー研究所」からの彼の資金援助に感謝する。

1.光学セットアップ
<ol><li>532 nmのレーザービーム(ラマン励起源)を光学ピンセット顕微鏡のフレックスポートに向けます( 材料表を参照)。</li>
	<li>532 nmのレーザービームを750 nmのロングパスダイクロイックミラーで光学ピンセット顕微鏡のステレオ二重層経路に合わせ、元のトラップレーザービームと組み合わせてサンプルチャンバーに焦点を合わせます。</li>
	<li>750 nmのロングパスダイクロイックミラーを使用してサンプルチャンバーから後方散乱光を収集し、液体窒素冷却電荷結合素子(CCD)カメラを含む分光器にリダイレクトします( 材料表を参照)。スペクトル取得の前に、分光器の入口スリットの前に532 nmのノッチフィルターを配置します。 注意: レーザーをオンにするときは目の保護具を使用する必要があり、レーザービームは安全な領域内に収める必要があります。</li>
</ol>2. AgNPの作製
<ol><li>1mM AgNO3水溶液50mLを沸騰させながらナスフラスコに加熱する。</li>
	<li>沸騰したAgNO3 水溶液に1.0 mLの0.1 Mクエン酸三ナトリウム溶液を滴下します。</li>
	<li>絶えず攪拌しながら混合物を16分間沸騰させ続ける。</li>
	<li>混合物を室温に冷却する。黄色がかった色が観察されます。</li>
	<li>AgNPコロイドを室温で2000 × g で5分間遠心分離し、ピペットを使用して上清を除去します。</li>
	<li>AgNPコロイドを1 mLの脱イオン水(抵抗率18.2 MΩ cm)で再懸濁します。</li>
	<li>手順2.5と2.6を3回繰り返して、残留還元剤を除去します。</li>
	<li>走査型電子顕微鏡(SEM)と動的光散乱(DLS)33 を使用してAgNPのサイズ分布を特徴付け、AgNPの均一性を確認します(図2)。AgNP濃度はUV吸光度34により0.1nMと推定された。 注:濃度が低いため、AgNPストック溶液はクラスタリングなしで2〜3週間維持できます。安定化剤は必要ありません。AgNPストック溶液に沈殿物が観察された場合は、上記のプロトコルに従って新しいAgNP溶液を調製しました。</li>
</ol>3. DSNB分析物分子とAgNPの相互作用
<ol><li>200 μLの2 mM DSNB( 材料表を参照)を1 mLのAgNPコロイドに加え、室温で3時間インキュベートして、AgNPとDSNB35の間のAg-S結合の形成によってAgNPの表面にDSNBの層をコーティングします。この相互作用の概略図を 図3に示します。</li>
	<li>AgNPを2,000 × g で室温で5分間遠心分離し、上清を除去します。</li>
	<li>AgNP-DSNBを1 mLの脱イオン水で再懸濁します。</li>
	<li>手順 3.2 と 3.3 を 3 回繰り返して、余分な DSNB を削除します。</li>
	<li>AgNPコロイドおよびAgNP-DSNB溶液の紫外可視スペクトルを記録します。 注:このスペクトルは、約420 nmから450 nmへの吸収ピークシフトを示しており、AgNPの表面でのDSNBのコーティングが成功したことを示しています(図3)。</li>
</ol>4. SERS測定用試料室の作製とAgNPアセンブリの生成
<ol><li>スライドガラスをきれいにし、水とエタノールで覆います。</li>
	<li>スライドガラスにフレームテープ(厚さ0.25mm、 材料表参照)を貼り付けてチャンバー(長さ1.0cm×幅1.0cm×高さ0.25mm)を作成します。</li>
	<li>AgNP-DSNB溶液(約25μL)を数滴フレームに加えます。</li>
	<li>カバーガラスをフレームテープの上に置き、密封します(図4)。</li>
	<li>液体窒素冷却CCDカメラの容器に液体窒素を-120°Cになるまで加えます。</li>
	<li>磁気レーザー安全スクリーン( 材料表を参照)を使用してラマンプローブビーム経路をブロックし、532nmのラマン励起源レーザーをオンにします。</li>
	<li>サンプルチャンバーをAgNP-DSNB溶液でチャンバーホルダーに固定します。図1に示すように、水に浸した対物レンズ(1.2倍の倍率、 1.2の開口A1.2)に水を追加します。次に、チャンバーホルダーを対物レンズの上のマイクロステージにすぐに置きます。</li>
	<li>カバーガラスの上に液浸オイルを落とし、油浸コンデンサーを配置して、顕微鏡カメラで粒子を視覚化します。</li>
	<li>532 nmのラマンプローブビームがチャンバーの下部ガラス面に集束し、顕微鏡カメラに白いスポットが表示されるまで、顕微鏡のノブを回して対物レンズのZ位置を調整します(図5)。<ol><li>マイクロステージのX位置とY位置を調整してチャンバーを移動させ、チャンバーの中央領域を白いスポットに配置します。光ピンセット制御ソフトウェア( 材料の表を参照)を開き、装備されているジョイスティックコントロールを使用して、1064 nmトラップレーザー(光ピンセットシステムの赤い円で示されている)を白いスポットと重なるように動かします(図5)。</li>
		<li>次に、顕微鏡のつまみを調整して、対物レンズのZ位置を上に動かします。 注:顕微鏡カメラ画像の白い斑点が消えていることは、532nmのラマンプローブビームがチャンバー内に集束していることを示しています。</li>
	</ol></li>
	<li>1064 nmのトラップレーザーをオンにして、サンプルチャンバー内のAgNPを引き付け、プラズモニックAgNPアセンブリを作成します。 注:AgNPが集まると、サンプルチャンバーにダークスポットができます(図6B)。<ol><li>必要に応じて過熱や気泡の形成を避けるために、トラップレーザービームを下げてください。 注意: AgNPアセンブリの明らかな形成がない場合は、トラップレーザー出力と照射時間を増やします。</li>
	</ol></li>
	<li>サンプルマイクロステージの位置を調整して、プラズモニックAgNPアセンブリのダークスポットを分光測定用の532 nmラマンプローブビームの焦点の下に配置します。</li>
	<li>532 nmのラマンレーザー出口の前に減光(ND)フィルターを配置して、出力を10 mWに調整します。スペクトルソフトウェアの設定パネル(材料表を参照)に取得時間(本研究では10秒、図6)を入力し、[取得]ボタンをクリックしてスペクトル取得を開始します。 注:これにより、分析種分子のSERSスペクトルが生成されます(代表的な結果と 図6のDSNB)。</li>
</ol>

<ol><li>Stiles, P. L., Dieringer, J. A., Shah, N. C., Van Duyne, R. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Surface-enhanced+Raman+spectroscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Annual+Review+of+Analytical+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Surface-enhanced Raman spectroscopy.</a> Annual Review of Analytical Chemistry. 1 (1), 601-626 (2008).</li>
<li>Xu, L. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Label-free+detection+of+native+proteins+by+surface-enhanced+Raman+spectroscopy+using+iodide-modified+nanoparticles%5BTitle%5D)+AND+%22Analytical+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Label-free detection of native proteins by surface-enhanced Raman spectroscopy using iodide-modified nanoparticles.</a> Analytical Chemistry. 86 (4), 2238-2245 (2014).</li>
<li>Le Ru, E. C., Etchegoin, P. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Single-molecule+surface-enhanced+raman+spectroscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Annual+Review+of+Physical+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Single-molecule surface-enhanced raman spectroscopy.</a> Annual Review of Physical Chemistry. 63, 65-87 (2012).</li>
<li>Huang, J. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((SERS+discrimination+of+single+DNA+bases+in+single+oligonucleotides+by+electro-plasmonic+trapping%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Communications%22%5BJournal%5D)">SERS discrimination of single DNA bases in single oligonucleotides by electro-plasmonic trapping.</a> Nature Communications. 10 (1), 1-10 (2019).</li>
<li>Chan, M. Y., Leng, W., Vikesland, P. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Surface-enhanced+Raman+spectroscopy+characterization+of+salt-induced+aggregation+of+gold+nanoparticles%5BTitle%5D)+AND+%22ChemPhysChem%22%5BJournal%5D)">Surface-enhanced Raman spectroscopy characterization of salt-induced aggregation of gold nanoparticles.</a> ChemPhysChem. 19 (1), 24-28 (2018).</li>
<li>Le Ru, E. C., Meyer, M., Etchegoin, P. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Proof+of+single-molecule+sensitivity+in+Surface+Enhanced+Raman+Scattering+%28SERS%29+by+means+of+a+two-analyte+technique%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Physical+Chemistry+B%22%5BJournal%5D)">Proof of single-molecule sensitivity in Surface Enhanced Raman Scattering (SERS) by means of a two-analyte technique.</a> Journal of Physical Chemistry B. 110 (4), 1944-1948 (2006).</li>
<li>Schultz, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Not+too+hot%3A+the+importance+of+optimizing+laser+power+for+surface-enhanced+Raman+spectroscopy+%28SERS%29+measurements%5BTitle%5D)+AND+%22Spectroscopy%22%5BJournal%5D)">Not too hot: the importance of optimizing laser power for surface-enhanced Raman spectroscopy (SERS) measurements.</a> Spectroscopy. 36 (8), 18-20 (2021).</li>
<li>Svedberg, F., Käll, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((On+the+importance+of+optical+forces+in+surface-enhanced+Raman+scattering+%28SERS%29%5BTitle%5D)+AND+%22Faraday+Discussions%22%5BJournal%5D)">On the importance of optical forces in surface-enhanced Raman scattering (SERS).</a> Faraday Discussions. 132, 35-44 (2006).</li>
<li>Svedberg, F., Li, Z., Xu, H., Käll, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Creating+hot+nanoparticle+pairs+for+surface-enhanced+Raman+spectroscopy+through+optical+manipulation%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Letters%22%5BJournal%5D)">Creating hot nanoparticle pairs for surface-enhanced Raman spectroscopy through optical manipulation.</a> Nano Letters. 6 (12), 2639-2641 (2006).</li>
<li>Liu, Z., Hung, W. H., Aykol, M., Valley, D., Cronin, S. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optical+manipulation+of+plasmonic+nanoparticles%2C+bubble+formation+and+patterning+of+SERS+aggregates%5BTitle%5D)+AND+%22Nanotechnology%22%5BJournal%5D)">Optical manipulation of plasmonic nanoparticles, bubble formation and patterning of SERS aggregates.</a> Nanotechnology. 21 (10), 105304(2010).</li>
<li>Spadaro, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optical+trapping+of+plasmonic+mesocapsules%3A+Enhanced+optical+forces+and+SERS%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Physical+Chemistry+C%22%5BJournal%5D)">Optical trapping of plasmonic mesocapsules: Enhanced optical forces and SERS.</a> Journal of Physical Chemistry C. 121 (1), 691-700 (2017).</li>
<li>Ottevaere, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optical+trapping+of+particles+combined+with+confocal+Raman+spectroscopy+in+an+optofluidic+chip%5BTitle%5D)+AND+%22Optical+Design+and+Fabrication+2017%22%5BJournal%5D)">Optical trapping of particles combined with confocal Raman spectroscopy in an optofluidic chip.</a> Optical Design and Fabrication 2017. , (Freeform, IODC, OFT). JTu5A.27 (2017).</li>
<li>Koya, A. N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Novel+plasmonic+nanocavities+for+optical+trapping-assisted+biosensing+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Optical+Materials%22%5BJournal%5D)">Novel plasmonic nanocavities for optical trapping-assisted biosensing applications.</a> Advanced Optical Materials. 8 (7), 1901481(2020).</li>
<li>Yuan, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optical+trapping-assisted+SERS+platform+for+chemical+and+biosensing+applications%3A+Design+perspectives%5BTitle%5D)+AND+%22Coordination+Chemistry+Reviews%22%5BJournal%5D)">Optical trapping-assisted SERS platform for chemical and biosensing applications: Design perspectives.</a> Coordination Chemistry Reviews. 339, 138-152 (2017).</li>
<li>Ashkin, A., Dziedzic, J. M., Yamane, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optical+trapping+and+manipulation+of+single+cells+using+infrared+laser+beams%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Optical trapping and manipulation of single cells using infrared laser beams.</a> Nature. 330 (6150), 769-771 (1987).</li>
<li>Ashkin, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optical+trapping+and+manipulation+of+neutral+particles+using+lasers%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+National+Academy+of+Sciences%22%5BJournal%5D)">Optical trapping and manipulation of neutral particles using lasers.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences. 94 (10), 4853-4860 (1997).</li>
<li>Dang, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reproducible+and+sensitive+plasmonic+sensing+platforms+based+on+Au-nanoparticle-internalized+nanodimpled+substrates%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Functional+Materials%22%5BJournal%5D)">Reproducible and sensitive plasmonic sensing platforms based on Au-nanoparticle-internalized nanodimpled substrates.</a> Advanced Functional Materials. 31 (49), 1-10 (2021).</li>
<li>Lafuente, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Plasmonic+MOF+thin+films+with+Raman+internal+standard+for+fast+and+ultrasensitive+SERS+detection+of+chemical+warfare+agents+in+ambient+air%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Sensors%22%5BJournal%5D)">Plasmonic MOF thin films with Raman internal standard for fast and ultrasensitive SERS detection of chemical warfare agents in ambient air.</a> ACS Sensors. 6 (6), 2241-2251 (2021).</li>
<li>Chen, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((SERS+imaging-based+aptasensor+for+ultrasensitive+and+reproducible+detection+of+influenza+virus+A%5BTitle%5D)+AND+%22Biosensors+and+Bioelectronics%22%5BJournal%5D)">SERS imaging-based aptasensor for ultrasensitive and reproducible detection of influenza virus A.</a> Biosensors and Bioelectronics. 167, 112496(2020).</li>
<li>Chen, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Label-free+plasmonic+assisted+optical+trapping+of+single+DNA+molecules%5BTitle%5D)+AND+%22Optics+Letters%22%5BJournal%5D)">Label-free plasmonic assisted optical trapping of single DNA molecules.</a> Optics Letters. 46 (6), 1482(2021).</li>
<li>Farid, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rainbows+at+the+end+of+subwavelength+discontinuities%3A+plasmonic+light+trapping+for+sensing+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Optical+Materials%22%5BJournal%5D)">Rainbows at the end of subwavelength discontinuities: plasmonic light trapping for sensing applications.</a> Advanced Optical Materials. 9 (24), 1-18 (2021).</li>
<li>Lin, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tetragonal+superlattice+of+elongated+rhombic+dodecahedra+for+sensitive+SERS+determination+of+pesticide+residues+in+fruit%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Applied+Materials+and+Interfaces%22%5BJournal%5D)">Tetragonal superlattice of elongated rhombic dodecahedra for sensitive SERS determination of pesticide residues in fruit.</a> ACS Applied Materials and Interfaces. 12 (50), 56350-56360 (2020).</li>
<li>Tiwari, S., Khandelwal, U., Sharma, V., Kumar, G. V. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Single+molecule+surface+enhanced+Raman+scattering+in+a+single+gold+nanoparticle-driven+thermoplasmonic+tweezer%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Physical+Chemistry+Letters%22%5BJournal%5D)">Single molecule surface enhanced Raman scattering in a single gold nanoparticle-driven thermoplasmonic tweezer.</a> Journal of Physical Chemistry Letters. 12 (49), 11910-11918 (2021).</li>
<li>Fukushima, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Visualization+of+molecular+trapping+at+plasmonic+metal+nanostructure+by+surface-enhanced+Raman+scattering+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Nanophotonics%22%5BJournal%5D)">Visualization of molecular trapping at plasmonic metal nanostructure by surface-enhanced Raman scattering imaging.</a> Journal of Nanophotonics. 14 (2), 1(2020).</li>
<li>Yuan, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optical+trapping-assisted+SERS+platform+for+chemical+and+biosensing+applications%3A+Design+perspectives%5BTitle%5D)+AND+%22Coordination+Chemistry+Reviews%22%5BJournal%5D)">Optical trapping-assisted SERS platform for chemical and biosensing applications: Design perspectives.</a> Coordination Chemistry Reviews. 339, 138-152 (2017).</li>
<li>Foti, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optical+aggregation+of+gold+nanoparticles+for+SERS+detection+of+proteins+and+toxins+in+liquid+environment%3A+towards+ultrasensitive+and+selective+detection%5BTitle%5D)+AND+%22Materials%22%5BJournal%5D)">Optical aggregation of gold nanoparticles for SERS detection of proteins and toxins in liquid environment: towards ultrasensitive and selective detection.</a> Materials. 11 (3), 440(2018).</li>
<li>Dinish, U. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Single+molecule+with+dual+function+on+nanogold%3A+Biofunctionalized+construct+for+in+vivo+photoacoustic+imaging+and+SERS+biosensing%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Functional+Materials%22%5BJournal%5D)">Single molecule with dual function on nanogold: Biofunctionalized construct for in vivo photoacoustic imaging and SERS biosensing.</a> Advanced Functional Materials. 25 (15), 2316-2325 (2015).</li>
<li>Tong, L., Righini, M., Gonzalez, M. U., Quidant, R., Käll, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optical+aggregation+of+metal+nanoparticles+in+a+microfluidic+channel+for+surface-enhanced+Raman+scattering+analysis%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+on+a+Chip%22%5BJournal%5D)">Optical aggregation of metal nanoparticles in a microfluidic channel for surface-enhanced Raman scattering analysis.</a> Lab on a Chip. 9 (2), 193-195 (2009).</li>
<li>Messina, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Plasmon-enhanced+optical+trapping+of+gold+nanoaggregates+with+selected+optical+properties%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Nano%22%5BJournal%5D)">Plasmon-enhanced optical trapping of gold nanoaggregates with selected optical properties.</a> ACS Nano. 5 (2), 905-913 (2011).</li>
<li>Hwang, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+situ+dynamic+measurements+of+the+enhanced+SERS+signal+using+an+optoelectrofluidic+SERS+platform%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+on+a+Chip%22%5BJournal%5D)">In situ dynamic measurements of the enhanced SERS signal using an optoelectrofluidic SERS platform.</a> Lab on a Chip. 11 (15), 2518-2525 (2011).</li>
<li>Fazio, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((SERS+detection+of+biomolecules+at+physiological+pH+via+aggregation+of+gold+nanorods+mediated+by+optical+forces+and+plasmonic+heating%5BTitle%5D)+AND+%22Scientific+Reports%22%5BJournal%5D)">SERS detection of biomolecules at physiological pH via aggregation of gold nanorods mediated by optical forces and plasmonic heating.</a> Scientific Reports. 6 (1), 26952(2016).</li>
<li>Schlücker, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Surface-enhanced+raman+spectroscopy%3A+Concepts+and+chemical+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Angewandte+Chemie+-+International+Edition%22%5BJournal%5D)">Surface-enhanced raman spectroscopy: Concepts and chemical applications.</a> Angewandte Chemie - International Edition. 53 (19), 4756-4795 (2014).</li>
<li>Verma, P., Maheshwari, S. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Preparation+of+sliver+and+selenium+nanoparticles+and+its+characterization+by+dynamic+light+scattering+and+scanning+electron+microscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+microscopy+and+ultrastructure%22%5BJournal%5D)">Preparation of sliver and selenium nanoparticles and its characterization by dynamic light scattering and scanning electron microscopy.</a> Journal of microscopy and ultrastructure. 6 (4), 182-187 (2018).</li>
<li>Paramelle, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+rapid+method+to+estimate+the+concentration+of+citrate+capped+silver+nanoparticles+from+UV-visible+light+spectra%5BTitle%5D)+AND+%22Analyst%22%5BJournal%5D)">A rapid method to estimate the concentration of citrate capped silver nanoparticles from UV-visible light spectra.</a> Analyst. 139 (19), 4855-4861 (2014).</li>
<li>Zhang, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Facile+SERS-active+chip+%28PS%40Ag%2FSiO2%2FAg%29+for+the+determination+of+HCC+biomarker%5BTitle%5D)+AND+%22Sensors+and+Actuators+B%3A+Chemical%22%5BJournal%5D)">Facile SERS-active chip (PS@Ag/SiO2/Ag) for the determination of HCC biomarker.</a> Sensors and Actuators B: Chemical. 272, 34-42 (2018).</li>
<li>Cheng, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((SERS+immunosensor+of+array+units+surrounded+by+particles%3A+A+platform+for+auxiliary+diagnosis+of+hepatocellular+carcinoma%5BTitle%5D)+AND+%22Nanomaterials%22%5BJournal%5D)">SERS immunosensor of array units surrounded by particles: A platform for auxiliary diagnosis of hepatocellular carcinoma.</a> Nanomaterials. 10 (10), 1-11 (2020).</li>
<li>Grubisha, D. S., Lipert, R. J., Park, H. -Y., Driskell, J., Porter, M. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Femtomolar+detection+of+prostate-specific+antigen%3A+an+immunoassay+based+on+surface-enhanced+raman+scattering+and+immunogold+labels%5BTitle%5D)+AND+%22Analytical+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Femtomolar detection of prostate-specific antigen: an immunoassay based on surface-enhanced raman scattering and immunogold labels.</a> Analytical Chemistry. 75 (21), 5936-5943 (2003).</li>
<li>Wang, S., Fu, L., Zhang, Y., Wang, J., Zhang, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantitative+evaluation+and+optimization+of+photothermal+bubble+generation+around+overheated+nanoparticles+excited+by+pulsed+lasers%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Physical+Chemistry+C%22%5BJournal%5D)">Quantitative evaluation and optimization of photothermal bubble generation around overheated nanoparticles excited by pulsed lasers.</a> Journal of Physical Chemistry C. 122 (42), 24421-24435 (2018).</li>
</ol>

著者は開示するものは何もありません。

本研究では、 in situ 分子特性評価のための光学トラップとSERS検出を組み合わせた分析プラットフォームを報告します。532 nmのラマンプローブビームをステレオ二重層経路を介して1064 nmのトラップレーザービームと組み合わせて、後方散乱形状における追加の分光測定のためにフォーカスとコレクトを組み合わせました。トラップレーザービームはAgNPを組み立ててプラズモニックホットスポットを形成し、続いてラマンプローブレーザービームを励起して溶液中の分析物分子のSERS信号を生成します。概念実証として、AgNPの表面にコーティングされたDSNBの検出が実証されました。トラッピングレーザ光によって制御されるAgNPアセンブリ領域では、周囲の分散AgNPと比較してDSNBの信号の約50倍の増強が達成された。提示されたプラットフォームでの溶液相SERS測定における分析物分子の同様の高シグナル増幅が再現性よく得られた。
SERS信号増幅に影響を与える重要なステップは、光トラッピング誘発AgNPアセンブリを形成することです。分析種分子のSERS信号は、トラップレーザー出力、照射時間、AgNP濃度などの実験パラメータを微調整することで最適化できます。 図8に示すように、より高いトラップレーザー出力を使用すると、AgNPアセンブリ形成の効率を高めることができます。再現可能なAgNPアセンブリは、トラッピングレーザーの出力を450 mWから700 mWに増やすことによって得られました。しかしながら、950mWより高いトラップレーザ出力は、過熱および気泡発生を誘発する可能性がある38。したがって、動的なAgNPアセンブリを作成するには、適度なトラッピングレーザー出力が推奨されます。同様に、より長い照射時間は、AgNP集合体の形成を促進するために有用である。 図8B は、照射時間が5〜20秒から増加したときに透明な球状のAgNP集合体が形成されたことを示す。しかし、AgNPアセンブリは60秒の照射後に歪んだ。さらに、 図8Cに示すように、AgNPアセンブリの形成は0.01 nMから0.05 nMのより高いAgNP濃度で加速されましたが、0.25 nMで急速に過熱しました。明らかなAgNPアセンブリの形成がない場合は、トラップレーザー出力と照射時間を増やすことをお勧めします。安定したAgNPアセンブリを生成したら、潜在的な熱損傷を避けるために、トラッピングレーザーをオフにする必要があります。
光トラップ誘起AgNPアセンブリのSERS活性は、 図6Bのダークスポットであるトラッピングレーザー照射領域における局所AgNP濃度の増加に起因した。流体AgNP溶液では、光トラップはAgNPを連続的に引き付けて蓄積し、粒子間接合の限られたスペースにプラズモニックホットスポットを形成することができます。これにより、SERS効果を高める電界が強化されます。 図6Eに示すように、トラッピングレーザーなしでより低いAgNP濃度(0.05nM)で取得された弱いSERS信号と比較して、より高いAgNP濃度(1.00nM)で得られたより強いSERS信号によってさらに検証されました。
さらに、溶液中のプラズモニックAgNPアセンブリの位置制御は、ブラウン運動に対して、光学トラップによって、SERS測定の効率および安定性を著しく改善した。マイクロ流体システムに接続すると、ハイスループットセンシングを行うことができます。SERS活性基質を生成するためのナノ粒子の従来の塩誘導凝集と比較して、私たちのプラットフォームは、設計された場所と瞬間に、高い柔軟性でプラズモニックAgNPアセンブリの動的形成を可能にします26,28。さらに、ナノモルのAgNP濃度で効率的に機能し、溶液中のin situ分光測定のためのSERS活性ホットスポットの時空間操作を可能にします。この動的AgNPアセンブリは、トラッピングレーザーをオフにすると、数分で徐々に分解されました。トラップレーザーがない場合、補足図1に示すように、AgNPアセンブリは20分でほぼ消失しました。これにより、検出システムへの影響を最小限に抑えることができ、さまざまなバイオアプリケーション、特に生理学的およびin vivo条件下での生体分子(DNA、RNA、およびタンパク質)の検出に大きな可能性を示します。しかしながら、この動的AgNP集合体は、塩誘導性AgNP集合体2よりも小さい増強係数を提供するため、さらなる改変および開発が必要である。
結論として、光トラップとSERS検出の統合は、プラズモニックナノ粒子を制御し、再現性のあるSERSシグナル増強を達成して、高効率、安定性、および生体適合性を備えた溶液中の分析物分子を検出するための便利な方法を提供します。

表面増強ラマン分光法(SERS)は、超低濃度または単一分子レベルで標的分子の化学構造を直接検出するための高感度分析技術です1,2,3,4。レーザー照射は、標的分子のラマンシグナルを増幅するためのSERS基板として使用される金属ナノ構造に局在表面プラズモン共鳴を誘導します。塩誘導ナノ粒子凝集体は広く使用されているSERS基質であり、コロイド懸濁液中で自発的にブラウン運動を受ける5,6。さらに乾燥することで、安定したSERS測定が可能になります。しかしながら、不純物濃度が発生する可能性があり、これはバックグラウンドノイズを導入し、生物学的試料7に不可逆的な損傷を引き起こす。したがって、無塩ナノ粒子凝集体を開発し、溶液中での動きを制御し、測定効率を維持しながら生体適合性を改善することが適切です。
光学トラッピングは、さまざまな金属基板を制御し、SERS検出を容易にするために採用されています8、9、10、11、12、13、14。光学トラップは、レーザ光をしっかりと集束させて光学力場を生成することによって生成され、焦点15,16の周りの最も強度の高い領域に小さな物体を引き付けます。最近、光トラップは、さまざまなアプリケーション向けの再現性のある高感度プラズモニックセンシングプラットフォームの開発に使用され、溶液中のSERS活性金属ナノ構造の位置を特定および制御する独自の利点を示しています17,18,19,20,21,22,23,24.本プロトコルでは、光ピンセットとラマン分光顕微鏡を組み合わせて銀ナノ粒子(AgNP)を動的に組み立て、溶液中のブラウン運動に対して安定化させて効率的なSERS測定を行うアプローチを紹介します。AgNPアセンブリ領域では、AgNPの表面にコーティングされた分析物分子である3,3'-ジチオビス[6-ニトロ安息香酸]ビス(スクシンイミド)エステル(DSNB)のシグナルを約50倍増強することができます。このアプローチは、化学キャッピング剤25、26、27と不適合な高感度生体分子を分析するのに適している。さらに、SERSアクティブAgNPアセンブリを生成するための空間的および時間的制御を提供します。これにより、水性環境でのin situ検出が可能になり、AgNPの使用を減らし、in vivo分析の摂動を最小限に抑えることができます28,29,30。さらに、光トラッピング誘発AgNPアセンブリは、安定で、再現性があり、可逆的である31,32。したがって、溶液中および塩誘導凝集が適用できない生理学的条件下で分析物分子を検出するための有望なプラットフォームです。
本研究では、1064 nmのトラップレーザー、力検出モジュール、および明視野照明光源を光学ピンセット顕微鏡システムに統合して、粒子の光学操作と視覚化を行います。532 nmのラマンプローブレーザーも顕微鏡に組み込まれ、サンプルチャンバー内のトラップレーザーと位置合わせされました。スペクトル取得のために、後方散乱光を収集し、分光器にリダイレクトしました(図1)。

<table><tbody><tr><td>1064 nm トラッピングレーザー</td><td>IPG Photonics、米国</td><td>1064 nm CW Yb ファイバーレーザー、10W</td><td></td></tr><tr><td>3,3'-ジチオビス[6-ニトロ安息香酸] ビス(スクシンイミド) エステル&nbsp;</td><td>Biosynth Carbosynth</td><td>FD15467</td><td></td></tr><tr><td>532 nm ラマン励起源</td><td>CNI, 中国</td><td>MLL-III-532</td><td></td></tr><tr><td>Bluelake software</td><td>LUMICKS, Netherlands</td><td>version 1.6.12</td><td>光ピンセット制御ソフトウェア</td></tr><tr><td>フレームテープ</td><td>Thermo Fisher Scientific, Inc</td><td>AB-0576</td><td></td></tr><tr><td>液浸油</td><td>Cargille Laboratories, Inc</td>. <td>16482</td><td></td></tr><tr><td>液体窒素冷却電荷結合素子(CCD)カメラ</td><td>Teledyn Princeton Instrument, United States</td><td>400B eXcelon</td><td></td></tr><tr><td>Long-pass dichroic mirror</td><td>AHF, Germany</td><td>F48-801</td><td></td></tr><tr><td>磁気レーザー安全スクリーン</td><td>ThorLabs</td><td>TPSM2</td><td></td></tr><tr><td>光ピンセット顕微鏡</td><td>LUMICKS, オランダ</td><td>m-trap</td><td></td></tr><tr><td>硝酸銀</td><td>Sigma-Aldrich 中国株式 会社。</td><td>S8157</td><td></td></tr><tr><td>分光計</td><td>Teledyn Princeton Instrument, United States</td><td>IsoPlane SCT-320</td><td></td></tr><tr><td>クエン酸三ナトリウム</td><td>Sigma-Aldrich China, Inc.</td><td>S4641</td><td></td></tr><tr><td>WinSpecソフトウェア</td><td>Teledyn Princeton Instrument, United States</td><td>version 2.6.24.0</td><td>spectrum software</td></tr></tbody></table>

in situ表面増強ラマン分光特性評価のためのプラズモニックナノ粒子の光学的トラップ

Optical Trapping of Plasmonic Nanoparticles for In Situ Surface-Enhanced Raman Spectroscopy Characterizations

表面増強ラマン分光法(SERS)は、金属ナノ構造の電場が増強されているため、さまざまなアプリケーションで分析種分子の超高感度検出を可能にします。塩誘導性銀ナノ粒子凝集は、SERS活性基質を生成するための最も一般的な方法です。ただし、再現性、安定性、および生体適合性が低いために制限されます。本プロトコルは、光マニピュレーションとSERS検出を統合して、これに対処するための効率的な分析プラットフォームを開発します。1064 nmのトラップレーザーと532 nmのラマンプローブレーザーを顕微鏡で組み合わせて銀ナノ粒子を組み立て、水性環境で のin situSERS 測定用のプラズモニックホットスポットを生成します。凝集剤なしで、この動的プラズモニック銀ナノ粒子アセンブリは、分析物分子シグナルの約50倍の増強を可能にします。さらに、0.05 nMという低い分析物でコーティングされた銀ナノ粒子溶液でSERS活性アセンブリを形成するための空間的および時間的制御を提供し、 in vivo 分析の潜在的な摂動を最小限に抑えます。したがって、この光トラップ統合SERSプラットフォームは、液体中、特に水性生理学的環境における効率的で再現性のある安定した分子分析に大きな可能性を秘めています。

概念実証として、DSNBが分析物分子として選択され、AgNPの表面にコーティングされました。プラズモニックAgNPアセンブリおよび分散AgNPによって増強されたDSNBの典型的なSERSスペクトルを図6に示す。トラップレーザーがない場合、サンプルチャンバー内に分散したAgNPは、ラマンプローブレーザーによる励起時にブラックスペクトル(図6A)を生成しました。DSNBの対称NO2ストレッチからの特徴的なピークである約1380-1450 cm-1で弱くブロードなSERSシグナルが観察され、これは文献報告35,36と一致しています。分散したAgNPはブラウン運動を受けていたため、図6Cに示すように、粒子間接合は大きく不安定でした。したがって、DSNBのSERSシグナル増幅は、分散したAgNPに対して低かった。
AgNPは、トラッピングレーザーがオンのときにプラズモニックAgNPアセンブリを形成するために収集されます。図6Bに示すように、トラップレーザーの出力を上げて照射時間を延長すると、より多くのAgNPを引き付け、ダークスポットを生成することができます。ここでは、700 mMのトラップレーザー出力と20秒の照射時間を適用して、0.05 nM DSNBコーティングされたAgNP溶液中に、指定された場所と瞬間にプラズモニックAgNPアセンブリを作成しました。DSNBのSERSスペクトルは、プラズモニックAgNPアセンブリの領域で得られた(図6A、赤)。930 cm-1の強いラマンバンドはニトロシザー振動に割り当てられ、1078 cm-1、1152 cm-1、および1191 cm-1の大きなバンドは、DSNB 35,37の芳香環モードと重なるスクシンイミジルN-C-Oストレッチに対応する可能性があります。1385 cm-1および1444 cm-1の特徴バンドは、DSNBの対称ニトロストレッチから生じ、AgNP35,37の表面との反応により大幅に強化され、わずかにシフトします。以前に報告されたDSNB35,36,37のSERSフィンガープリントに基づいて、1579 cm-1のバンドがDSNBの芳香環モードに割り当てられました。プラズモニックAgNPアセンブリにおけるDSNBの全体的な強度は、分散したAgNPの強度よりも高かった。1444 cm-1の特徴的なピークの強度を考慮すると、プラズモニックAgNPアセンブリは、分散したAgNPのSERS信号と比較して、DSNBのSERSシグナルの約50倍の増強を提供できます。図7に示すように、DSNBのSERSスペクトルは、実験中のAgNPアセンブリについて繰り返し(20回)記録され、同一の振動特性を示しました。これらの20のSERSスペクトルにわたる1152 cm-1、1444 cm-1、および1579 cm-1のDSNBの特徴的なピークの強度を、相対標準偏差(RSD)がそれぞれ6.88%、6.59%、および5.48%のヒストグラムとしてプロットしました。これにより、再現性と安定性がさらに検証されました。したがって、このアプローチは、プラズモニックナノ粒子の操作および溶液中の分析物分子のSERS検出に信頼性があります。
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/63862/63862fig01.jpg"> 図1:光ピンセット結合ラマン分光プラットフォームの概略図。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/63862/63862fig01large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/63862/63862fig02.jpg"> 図2:SERS測定のための AgNPの調製。 (A)AgNPのSEM画像。(B) DLSによるAgNPのサイズ分布 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/63862/63862fig02large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/63862/63862fig03.jpg"> 図3:AgNPとDSNBの相互作用。 (A)AgNP表面上のDSNBコーティングの概略図。(B)AgNPおよびAgNP-DSNBの紫外可視スペクトル。<a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/63862/63862fig03large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/63862/63862fig04.jpg"> 図4:サンプルチャンバーの準備の概略図。 (a)サンプルチャンバーの準備プロセス。(B)試料室を用意した。スケールバー= 1 cm。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/63862/63862fig04large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/63862/63862fig05.jpg"> 図5:532 nmラマンレーザーと1064 nmトラップレーザーの位置の重なり。 (a) 532nmラマンレーザーの位置を白色スポットで示す。 (B) 1064nm捕集レーザーの位置を赤丸で示した。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/63862/63862fig05large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。</a>
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/63862/63862fig06.jpg"> 図6:プラズモニックAgNPアセンブリによって増強された分析物分子の典型的な SERSスペクトル。 (a)プラズモニックAgNPアセンブリ(赤)と分散AgNP(黒)におけるDSNBのSERSスペクトル。(B)トラップレーザーがオンのときのプラズモニックAgNPアセンブリは、顕微鏡の視覚化の下でダークスポットを示します。(C)トラップレーザーがオフのときの分散AgNP。 (D)AgNPアセンブリ形成のメカニズムの説明図。(E)捕集レーザーがない場合の濃度依存的なSERS強度。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/63862/63862fig06large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。</a>
<img alt="Figure 7" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/63862/63862fig07.jpg"> 図7:DSNBのSERSシグナルの再現性。 (a)プラズモニックAgNPアセンブリでのDSNBの20のSERSスペクトルを実験で繰り返し記録した。(B)1152 cm-1(RSD = 6.88%)、1444 cm-1(RSD = 6.59%)、および1579 cm-1(RSD = 5.48%)における特徴的なDSNBピークの強度のヒストグラム。<a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/63862/63862fig07large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。</a>
<img alt="Figure 8" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/63862/63862fig08.jpg"> 図8:異なる実験パラメータで生成されたAgNPアセンブリ 。 (A)異なるトラッピングレーザー出力。照射時間は20秒、AgNP濃度は0.05nMであった。(B)異なる照射時間;トラップレーザー出力700mW、AgNP濃度0.05nM。(C)異なるAgNP濃度;照射時間20秒、捕捉レーザー出力700mW。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/63862/63862fig08large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。</a>
補足図1:捕集レーザーをオフにしたときの時系列でのAgNPアセンブリの顕微鏡カメラ画像。<a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/63862/Figure%20S1.zip" target="_blank">このファイルをダウンロードするには、ここをクリックしてください。</a>

本プロトコルは、光トラップと表面増強ラマン分光法(SERS)を統合してプラズモニックナノ粒子を操作して高感度分子検出を行うための便利なアプローチを記載しています。凝集剤なしで、トラッピングレーザーはプラズモニックナノ粒子を組み立てて、 in situ 分光測定用のターゲット分析物のSERSシグナルを強化します。

In situ表面増強ラマン分光特性評価のためのプラズモニックナノ粒子の光学的トラップ

Surface-enhanced Raman spectroscopy (SERS) enables the ultrasensitive detection of analyte molecules in various applications due to the enhanced electric ...

このプロトコルは、凝集剤がない場合のSERS活性ナノ粒子アセンブリの空間的および時間的制御を提供し、標的分析物の高感度検出を実現します。私たちの方法の主な利点は、SERS活性ナノ粒子アセンブリの生成に凝集剤を使用しないため、生理学的条件下で敏感な生体分子を分析するのに適していることです。これは、マイクロ流体システムの溶液中および生理学的条件下で疾患バイオマーカーなどの分析物分子を検出するための有望なプラットフォームです。この方法を初めて使用する場合、研究者は最高のパフォーマンスを達成するために、トラップレーザー出力、照射時間、および銀ナノ粒子濃度を微調整する必要がある場合があります。まず、532ナノメートルのレーザービームを光学ピンセット顕微鏡のフレックスポートに向けます。532ナノメートルのレーザービームを750ナノメートルのロングパスダイクロイックミラーで光学ピンセット顕微鏡のステレオ二重層経路に合わせ、元のトラップレーザービームと組み合わせてサンプルチャンバーに焦点を合わせます。750ナノメートルのロングパスダイクロイックミラーを使用してサンプルチャンバーから後方散乱光を収集し、液体窒素冷却電荷結合素子カメラを含む分光器にリダイレクトします。スペクトル取得の前に、分光器の入口スリットの前に532ナノメートルのノッチフィルターを配置します。スライドガラスをきれいにし、スリップを水とエタノールで覆います。フレームテープをスライドガラスに貼り付けてチャンバーを作成します。銀ナノ粒子DSNB溶液を数滴フレームに加えます。カバースリップをフレームテープに貼って密封します。液体窒素冷却電荷結合素子カメラの容器に、温度がマイナス120°Cになるまで液体窒素を加えます。磁気レーザー安全スクリーンを使用してラマンプローブビーム経路をブロックし、532ナノメートルのラマン励起源レーザーをオンにします。サンプルチャンバーを銀ナノ粒子DSNB溶液でチャンバーホルダーに固定します。水に浸した対物レンズに水を加え、チャンバーホルダーを対物レンズの上のマイクロステージにすぐに置きます。カバースリップの上に液浸オイルを落とし、油浸コンデンサーを配置して、顕微鏡カメラで粒子を視覚化します。532ナノメートルのラマンプローブビームがチャンバーの底部ガラス面に集束し、顕微鏡カメラに白い斑点が表示されるまで、顕微鏡のノブを回して、対物レンズのZ位置を調整します。マイクロステージのX位置とY位置を調整してチャンバーを移動させ、チャンバーの中央領域を白いスポットに配置します。光ピンセット制御ソフトウェアを開き、装備されたジョイスティック制御を使用して、1, 064ナノメートルのトラッピングレーザーを白いスポットと重ねるように動かします。次に、顕微鏡のつまみを調整して、対物レンズのZ位置を上に動かします。1, 064ナノメートルのトラッピングレーザーをオンにして、サンプルチャンバー内の銀ナノ粒子を引き付け、プラズモニック銀ナノ粒子アセンブリを作成します。必要に応じて過熱や気泡の形成を避けるために、トラップレーザービームを下げてください。サンプルマイクロステージの位置を調整して、プラズモニック銀ナノ粒子アセンブリのダークスポットを分光測定用の532ナノメートルラマンプローブビームの焦点の下に配置します。532ナノメートルのラマンレーザーコンセントの前に減光フィルターを配置して、出力を10メガワットに調整します。スペクトラムソフトウェアの設定パネルにアクイジション時間を入力し、アクイジションボタンをクリックしてスペクトルアクイジションを開始します。トラップレーザーがない場合、サンプルチャンバー内に分散した銀ナノ粒子は黒色スペクトルを生成しました。トラップレーザーの出力を上げ、照射時間を延長すると、より多くの銀ナノ粒子を引き付け、ダークスポットを生成する可能性があります。分散した銀ナノ粒子はブラウン運動を受けていたため、粒子間接合部は大きく不安定であった。プラズモニック銀ナノ粒子アセンブリにおけるDSNBの全体的な強度は、分散した銀ナノ粒子の強度よりも高かった。逆1,444センチメートルの特性ピークの強度を考慮すると、プラズモニック銀ナノ粒子アセンブリは、分散した銀ナノ粒子の表面増強ラマン分光信号と比較して、DSNBの表面増強ラマン分光信号の約50倍の増強を提供することができる。これらの20の表面増強ラマンスペクトルにわたる1,152,1,444,および1, 579センチメートルの逆のDSNBの特徴的なピークの強度を、それぞれ6.88、6.59、および5.48%の相対標準偏差のヒストグラムとしてプロットしました。この手順で最も重要なことは、532ナノメートルのラマンプローブレーザーの位置を特定し、それを1, 064ナノメートルのトラップレーザーと重ね合わせることです。この技術は、研究者が将来のin vivo分析のために、生理学的条件下で空間的および時間的に制御して分析物分子を検出する道を開きます。

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