Name: Observatie en analyse van de blinkende oppervlakte-enhanced Raman verstrooiing (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-01-11T14:00:00.000+00:00
Duration: 5 min 52 s
Description: Leer hoe je knipperende oppervlakte-versterkte Ramanverstrooiing analyseert voor enkelmolecuulonderzoek op zilveren nanodeeltjes. Deze methode verzamelt waardevolle data over moleculaire dynamiek aan vaste-stof-vloeistofgrenzen.

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

De auteur dankt Prof. Y. Ozaki (Kwansei Gakuin University) en Dr. T. Itoh (nationale Instituut van geavanceerde industriële wetenschap en technologie) voor hun vruchtbare discussie van dit werk. Dit werk werd gesteund door KAKENHI (Grant-in-Aid voor wetenschappelijk onderzoek-C) van het ministerie van onderwijs, cultuur, sport, wetenschap en technologie (nr. 16K 05671).

1. de monstervoorbereiding
<ol><li>
Voorbereiding van zilveren colloïdale nanodeeltjes 20<ol>
<li>Los om zilver colloïdale nanodeeltjes, 0.030 g zilvernitraat en 0.030 g Trinatriumcitraat citraat (dihydraat) p.a. in 150 mL water in een maatkolf van 200 mL ronde bodem.</li>
		<li>Combineer de kolf met een terugvloeikoeler (Dimroth).</li>
		<li>Roer de oplossing in de kolf met een magnetische roerder en roer bar. Vervolgens Verwarm de roeren oplossing in de kolf in een oliebad bij 150 ° C gedurende 60 min. Opmerking: De solutie zal zwenking geel, vervolgens melkachtig grijs.</li>
		<li>De schorsing bij kamertemperatuur afkoelen, en houden van de suspensie in de kolf bedekt met aluminiumfolie in de koelkast. Opmerking: Het protocol kan worden onderbroken op dit punt. Gebruik de colloïdale nanodeeltjes, na het opslaan in de ijskast bewaard, binnen een maand.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Voorbereiding van monster voor multi-gekleurde knipperen emissie 11<ol>
<li>Op een microscoopglaasje klaar, een glazen plaat met zeep met de hand wassen en spoelen met water.</li>
		<li>Voeg 0,1% poly-L-lysine waterige oplossing op de glasplaat en verwijder de oplossing met een blower.</li>
		<li>De zilveren colloïdale suspensie op de glasplaat toevoegen en verwijderen van de opschorting met een blower.</li>
		<li>Omsluiten een neerzetgebied op de glasplaat met een vloeibare blocker pen.</li>
		<li>Druppel gedestilleerd water op de glasplaat, en bedek het met een ander glasplaat maken een microscoopglaasje en verhinderen dat water verdampen.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Voorbereiding van monster voor eentonig gekleurde knipperende SERS 7 , 8 , 9 , 10<ol>
<li>Op een microscoopglaasje klaar, een glazen plaat met zeep met de hand wassen en spoelen met water.</li>
		<li>Meng de zilveren colloïdale suspensie met thiacyanine of thiacarbocyanine kleurstof (25 of 4 µM, respectievelijk) en een waterige oplossing van NaCl (10 mM) met een volumeverhouding van 2:1:1.</li>
		<li>De schorsing van het monster op de glasplaat drop, en verwijder de opschorting met een blower.</li>
		<li>Omsluiten een neerzetgebied op de glasplaat met een vloeibare blocker pen.</li>
		<li>Een waterige oplossing van NaCl (1 M) op de glasplaat te immobiliseren zilveren nanoparticles neerzet, en bedek het met een andere glazen plaat een Microscoop dia plaat maken en voorkomen dat de oplossing verdampen.</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. waarneming van zilveren nanodeeltjes knipperen
<ol><li>
Verlichting van monster
	<ol>
<li>Plaats de monster glasplaat opgesteld in overeenstemming met protocol 1.2 of 1.3 in het werkgebied van een omgekeerde Microscoop.</li>
		<li>De glasplaat van de monster met behulp van wit licht door een donker veld condensor, en focus op verschillende gekleurde vlekken (blauw, groen, geel en rood) op de glasplaat met behulp van een objectief (60 X) te verlichten.</li>
		<li>Verlicht de glasplaat van de monster met behulp van een verzwakte lichtbundel, onder een hoek van 30° ten opzichte van de oppervlakte van het monster, verlost van een diodelaser van de verpompte vaste toestand (DPSS) continuous-wave (cw) via een interferentie filter.</li>
		<li>Als u laser verlichting wilt observeren de zilveren nanoaggregates als eentonig gekleurde vlekken in een dezelfde-gekleurde omgeving, de laser verlichting gebied verplaatsen naar het midden van de weergave, en focus op de vlekken op de glasplaat door aanpassing van het werkgebied in de z-richting.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Observatie van het knipperen
	<ol>
<li>Een long pass filter invoegen na de objectief en verlichten van de glasplaat van de monster met behulp van een laserstraal DPSS cw is geleverd onder een hoek van 30° ten opzichte van de oppervlakte van het monster door een interferentie filter.</li>
		<li>Vinden de knipperende plekken zoals in Figuur 1 (Zie ook Figuur S1 in de aanvullend materiaal) door de fase in de x - en y-richting te verplaatsen.</li>
		<li>Record video van de knipperende spots met de omgekeerde Microscoop, gekoppeld aan een gekoelde digitale charge - coupled apparaat (CCD) camera, die een resolutie van de tijd van 61-120 ms heeft, voor 20 min.</li>
	</ol>
</li>
</ol>3. analyse van het knipperen SERS
<ol><li>
Afleiding van tijd Profiel van video
	<ol>
<li>Open het videobestand in de software die de CCD-camera regelt.</li>
		<li>Sleep om te selecteren de knipperende plekken en donkere gebied, gebieden die afzonderlijk betrekking hebben op regio's met en zonder vlekken in het videobeeld.</li>
		<li>Om het signaal intensiteit tijd profielen ontlenen op de knipperende plekken en donkere gebieden in de video, selecteer Tijdelijke Analysis in analyseen klikt u op de berekenen in het venster Temporele analyse .</li>
		<li>De prestatiegegevens opslaat als een tekstbestand.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Analyse van het tijd-profiel
	<ol>
<li>Een basislijn van de tijd-profiel afvlakken door af te trekken van het profiel van de tijd van de donkere omgeving en/of montage met een polynomiale functie, zoals in figuren 2A en 2B.</li>
		<li>Evalueren van een gemiddelde basislijn intensiteit die uit ongeveer 2000 punten, ikbasisen een standaarddeviatie van basislijn intensiteiten, σ, bestaat zoals wordt weergegeven in 2Den cijfers 2C .</li>
		<li>Heldere gebeurtenissen onderscheiden donkere gebeurtenissen met behulp van grotere intensiteit dan een drempel van ikbasis + 3σ en opnemen van de duur van elk evenement. In Figuur 3, bijvoorbeeld het vastleggen van de gebeurtenis van 0 3.5476 s als de donkere evenement (met een duur van t = 3.5476 s), en het opnemen van de gebeurtenis van 3.5476 4.0981 s als de heldere evenement (met een duur van t = 0.5505 s). Herhaal de procedure zoals aangegeven in tabel 1.</li>
		<li>Het aantal heldere en donkere gebeurtenissen voor elk duur, zoals verwoord in de eerste en tweede regel van tabel 2.</li>
		<li>Som van het aantal gebeurtenissen voor elk duur, met uitzondering van evenementen korter dan duur t. Zoals verwoord in de tweede en derde regel van tabel 2, bijvoorbeeld het aantal gebeurtenissen voor elk duur optellen (met uitzondering van de gebeurtenissen voor t = 0.0612 s) als 41 + 18 + 9 +...; het resultaat is gelijk aan de sommatie voor t = 0.1223 s, d.w.z. 103.</li>
		<li>De optellingen delen door elke duur, en hen te normaliseren. Zoals verwoord in tabel 2, bijvoorbeeld, verdelen de sommatie voor duur t = 0.0612 s door de duur 0.0612 s. Het resultaat is 3,351.5791. Vervolgens, het resultaat wordt gedeeld door het totaal van de resultaten in de vierde regel in tabel 2. De kansverdeling is afgeleid te 0.64494.</li>
		<li>Uitzetten van de kansverdelingen voor de heldere gebeurtenissen Pop(t) tegen hun duur t in de grafiek van een logaritme-logaritme, en Log10Ppastop(t) door Log10 (<img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/56729/56729eq1.jpg">) de macht wet exponent αop voor een specifieke plek knipperen afleiden. Als Pop(t) is gemonteerd door <img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/56729/56729eq1.jpg"> </img>, de ingerichte regel wijkt af van de percelen op kleine waarden van Pop(t), zoals aangegeven door de gestippelde lijn in Figuur 4A.</li>
		<li>Uitzetten van de kansverdelingen voor donkere gebeurtenissen Puit(t) tegen hun duur t in de grafiek van een logaritme-logaritme, en passen Log10Puit(t) door (10) Log <img alt="Equation 3" src="/files/ftp_upload/56729/56729eq3.jpg"> afleiden van de macht wet exponent αaf en de truncatie tijd τ de dezelfde knippert ter plaatse. Als Puit(t) is gemonteerd door <img alt="Equation 3" src="/files/ftp_upload/56729/56729eq3.jpg"> </img>, de ingerichte curve afwijkt van de percelen op kleine waarden van Puit(t).</li>
		<li>3.2.1 aan 3.2.8 Herhaal voor de andere knipperende plekken in de video.</li>
	</ol>
</li>
</ol>

<ol><li>Qian, X. M., Nie, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Single-molecule+and+single-nanoparticle+SERS%3A+from+fundamental+mechanisms+to+biomedical+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Soc.+Rev%22%5BJournal%5D)">Single-molecule and single-nanoparticle SERS: from fundamental mechanisms to biomedical applications.</a> Chem. Soc. Rev. 37, 912-920 (2008).</li>
<li>Pieczonka, N. P. W., Aroca, R. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Single+molecule+analysis+by+surfaced-enhanced+Raman+scattering%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Soc.+Rev%22%5BJournal%5D)">Single molecule analysis by surfaced-enhanced Raman scattering.</a> Chem. Soc. Rev. 37, 946-954 (2008).</li>
<li>Kneipp, J., Kneipp, H., Kneipp, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((SERS+-a+single-molecule+and+nanoscale+tool+for+bioanalytics%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Soc.+Rev%22%5BJournal%5D)">SERS -a single-molecule and nanoscale tool for bioanalytics.</a> Chem. Soc. Rev. 37, 1052-1060 (2008).</li>
<li>Kitahama, Y., Ozaki, Y. Analysis of blinking SERS by a power law with an exponential function. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aKitahama%2C+Y+%22Frontiers+of+Surface-Enhanced+Raman+Scattering%3A+Single-Nanoparticles+and+Single+Cells%22">Frontiers of Surface-Enhanced Raman Scattering: Single-Nanoparticles and Single Cells</a>. , Wiley. Chichester. Chapter 6 (2014).</li>
<li>Kitahama, Y. Truncated Power Law Analysis of Blinking SERS. <a target="_blank" href="http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/bk-2016-1245.ot001">Frontiers of Plasmon Enhanced Spectroscopy Volume 1 (ACS Symposium series Vol. 1245)</a>. , American Chemical Society. Washington DC. Chapter 4 (2016).</li>
<li>Bizzarri, A. R., Cannistraro, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((L%C3%A9vy+Statistics+of+Vibrational+Mode+Fluctuations+of+Single+Molecules+from+Surface-Enhanced+Raman+Scattering%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Rev.+Lett%22%5BJournal%5D)">Lévy Statistics of Vibrational Mode Fluctuations of Single Molecules from Surface-Enhanced Raman Scattering.</a> Phys. Rev. Lett. 94, 068303(2005).</li>
<li>Kitahama, Y., Tanaka, Y., Itoh, T., Ozaki, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Power-law+analysis+of+surface-plasmon-enhanced+electromagnetic+field+dependence+of+blinking+SERS+of+thiacyanine+or+thiacarbocyanine+adsorbed+on+single+silver+nanoaggregates%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Chem.+Chem.+Phys%22%5BJournal%5D)">Power-law analysis of surface-plasmon-enhanced electromagnetic field dependence of blinking SERS of thiacyanine or thiacarbocyanine adsorbed on single silver nanoaggregates.</a> Phys. Chem. Chem. Phys. 13, 7439-7448 (2011).</li>
<li>Kitahama, Y., Tanaka, Y., Itoh, T., Ozaki, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Analysis+of+excitation+laser+intensity+dependence+of+blinking+SERRS+of+thiacarbocyanine+adsorbed+on+single+silver+nanoaggregates+by+using+a+power+law+with+an+exponential+function%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Commun%22%5BJournal%5D)">Analysis of excitation laser intensity dependence of blinking SERRS of thiacarbocyanine adsorbed on single silver nanoaggregates by using a power law with an exponential function.</a> Chem. Commun. 47, 3888-3890 (2011).</li>
<li>Kitahama, Y., Enogaki, A., Tanaka, Y., Itoh, T., Ozaki, Y. <a target="_blank" href="http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jp312530j">Truncated power law analysis of blinking SERS of thiacyanine molecules adsorbed on single silver nanoaggregates by excitation at various wavelengths.</a> J. Phys. Chem. C. 117, 9397-9403 (2013).</li>
<li>Kitahama, Y., Araki, D., Yamamoto, Y. S., Itoh, T., Ozaki, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Different+behaviour+of+molecules+in+dark+SERS+state+on+colloidal+Ag+nanoparticles+estimated+by+truncated+power+law+analysis+of+blinking+SERS%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Chem.+Chem.+Phys%22%5BJournal%5D)">Different behaviour of molecules in dark SERS state on colloidal Ag nanoparticles estimated by truncated power law analysis of blinking SERS.</a> Phys. Chem. Chem. Phys. 17, 21204-21210 (2015).</li>
<li>Kitahama, Y., Nagahiro, T., Tanaka, Y., Itoh, T., Ozaki, Y. <a target="_blank" href="http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/jrs.5079/abstract">Analysis of blinking from multicoloured SERS-active Ag colloidal nanoaggregates with poly-L-lysine via truncated power law.</a> J. Raman. Spectrosc. 48, 570-577 (2017).</li>
<li>Habuchi, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Single-Molecule+Surface+Enhanced+Resonance+Raman+Spectroscopy+of+the+Enhanced+Green+Fluorescent+Protein%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Am.+Chem.+Soc%22%5BJournal%5D)">Single-Molecule Surface Enhanced Resonance Raman Spectroscopy of the Enhanced Green Fluorescent Protein.</a> J. Am. Chem. Soc. 125, 8446-8447 (2003).</li>
<li>Weiss, A., Haran, G. <a target="_blank" href="http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jp0126863">Time-Dependent Single-Molecule Raman Scattering as a Probe of Surface Dynamics.</a> J. Phys. Chem. B. 105, 12348-12354 (2001).</li>
<li>Emory, S. R., Jensen, R. A., Wenda, T., Han, M., Nie, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Re-examining+the+origins+of+spectral+blinking+in+single-molecule+and+single-nanoparticle+SERS%5BTitle%5D)+AND+%22Faraday+Discuss%22%5BJournal%5D)">Re-examining the origins of spectral blinking in single-molecule and single-nanoparticle SERS.</a> Faraday Discuss. 132, 249-259 (2006).</li>
<li>Itoh, T., Iga, M., Tamaru, H., Yoshida, K., Biju, V., Ishikawa, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantitative+evaluation+of+blinking+in+surface+enhanced+resonance+Raman+scattering+and+fluorescence+by+electromagnetic+mechanism%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Chem.+Phys%22%5BJournal%5D)">Quantitative evaluation of blinking in surface enhanced resonance Raman scattering and fluorescence by electromagnetic mechanism.</a> J. Chem. Phys. 136, 024703(2012).</li>
<li>Willets, K. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Super-resolution+imaging+of+SERS+hot+spots%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Soc.+Rev%22%5BJournal%5D)">Super-resolution imaging of SERS hot spots.</a> Chem. Soc. Rev. 43, 3854-3864 (2014).</li>
<li>Dieringer, J. A., Lettan, R. B., Scheidt, K. A., Van Duyne, R. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+Frequency+Domain+Existence+Proof+of+Single-Molecule+Surface-Enhanced+Raman+Spectroscopy%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Am.+Chem.+Soc%22%5BJournal%5D)">A Frequency Domain Existence Proof of Single-Molecule Surface-Enhanced Raman Spectroscopy.</a> J. Am. Chem. Soc. 129, 16249-16256 (2007).</li>
<li>Cichos, F., von Borczyskowski, C., Orrit, M. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1359029407000726">Power-law intermittency of single emitters.</a> Curr. Opin. Colloid Interface Sci. 12, 272-284 (2007).</li>
<li>Tang, J., Marcus, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanisms+of+fluorescence+blinking+in+semiconductor+nanocrystal+quantum+dots%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Chem.+Phys%22%5BJournal%5D)">Mechanisms of fluorescence blinking in semiconductor nanocrystal quantum dots.</a> J. Chem. Phys. 123, 054704(2005).</li>
<li>Lee, P. C., Meisel, D. <a target="_blank" href="http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/j100214a025?src=recsys">Adsorption and surface-enhanced Raman of dyes on silver and gold sols.</a> J. Phys. Chem. 86, 3391-3395 (1982).</li>
<li>Krichevsky, O., Bonnet, G. <a target="_blank" href="http://iopscience.iop.org/article/10.1088/0034-4885/65/2/203/meta">Fluorescence correlation spectroscopy: the technique and its applications.</a> Rep. Prog. Phys. 65, 251-297 (2002).</li>
<li>Hess, S. T., Huang, S., Heikal, A. A., Webb, W. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biological+and+Chemical+Applications+of+Fluorescence+Correlation+Spectroscopy%3A+A+Review%5BTitle%5D)+AND+%22Biochemistry%22%5BJournal%5D)">Biological and Chemical Applications of Fluorescence Correlation Spectroscopy: A Review.</a> Biochemistry. 41, 697-705 (2002).</li>
</ol>

De auteur heeft niets te onthullen.

Vanaf de samenvloeiing van de zilveren nanoaggregate, wordt SERS uitgestoten. We moeten dus nanoaggregates in plaats van colloïdale nanodeeltjes, die zijn bedekt met citraat anionen bereiden. Zilveren aggregaten worden gevormd door de zouten uit effect gecreëerd door toevoeging van poly-L-lysine, die heeft -NH3+ en de oorsprong van de SERS, of nb+ caties van NaCl, zoals weergegeven in Figuur S2 van het aanvullend materiaal. Bovendien, om te verlichten van de vele plekken ...

Oppervlakte-enhanced Raman verstrooiing (SERS) is zeer gevoelige Ramanspectroscopie van een oppervlak met edelmetaal. Aangezien de Raman-spectrum vindt u gedetailleerde informatie over moleculaire structuur op basis van de standpunten van de scherpe piek en door de vibrationele modi van functionele groepen in de moleculen, kan de informatie van een enkel molecuul op een metalen oppervlak worden onderzocht. met behulp van SERS1,2,3. Van een zilveren nanoaggregate met een adsorbate op het niveau van de single-molecuul, wordt een knipperende signaal waargenomen1,2,3,4,5,6, 7 , 8 , 9 , 10 , 11 , 12 , 13 , 14 , 15 , 16en het spectrum fluctueert1,2,3,4,5,6,7,8, 9,10,11,12,13,14. Knipperen kan worden opgewekt door een enkel molecuul dat willekeurig in en uit een verbeterde elektromagnetische (EM) veld op een kruispunt van nanometer-gerangschikte zilveren nanoaggregate beweegt. Daarom, knippert wordt beschouwd als eenvoudige aanwijzingen voor de single-molecuul detectie, vergeleken met een techniek met behulp van een Poisson-verdeling van de SERS intensiteiten en een bi-analyt2,3,17. De precieze werking van de knipperende en schommelende spectrum, die sterk van moleculaire gedrag op het oppervlak van de Ag afhangen kan, zijn echter nog steeds controversieel.
In eerdere studies, heeft knipperende SERS zijn geanalyseerd met behulp van de autocorrelatiefunctie, die berekenen van kan de coëfficiënt van de verspreiding en de concentratie van moleculen bewegen in en uit een verbeterde EM veld12,13,14 . Bovendien heeft een genormaliseerde standaard deviatie score, die vertegenwoordigt de instabiliteit in de totale intensiteit, is afgeleid van het profiel van de tijd van de signaal-15. Deze analytische benaderingen kunnen echter worden gebaseerd op het gedrag van een paar moleculen. In tegenstelling, in een super resolutie beeldvorming van knipperen SERS, kunnen single-molecuul gedrag in een verbeterde EM-veld geïdentificeerde16. Deze technieken kunnen echter dergelijke parameters slechts in een verbeterde EM-veld. Het willekeurige gedrag van een enkel molecuul binnen een breed scala (bijvoorbeeld in het knipperende SERS) kan worden weergegeven als een machtswet in plaats van een gemiddelde4,5,6,7,8 ,9,10,11, vergelijkbaar met knipperende fluorescentie van een enkele halfgeleider quantum dot (QD)18,19. Met behulp van een power wet analyse4,5,6,7,8,9,10,11, moleculaire gedrag kan worden geraamd in zowel de lichte staat (in de verbeterde EM-veld) en de donkere staat10; dat wil zeggen kan het gedrag van het molecuul over het gehele oppervlak van de zilveren worden geschat.
Voor deze techniek, zilveren colloïdaal nanoaggregates zijn gebruikte4,5,6,7,8,9,10,11. Deze nanoaggregates tonen verschillende gelokaliseerde oppervlakte plasmon resonantie (LSPR) bands die sterk verbeterde elektromagnetische velden van invloed op wanneer ze enthousiast bij bepaalde golflengten zijn. SERS-actieve zilver nanodeeltjes in colloïdale suspensie, en sommige gegevens bestaan kan dus onmiddellijk worden verkregen. In het geval van eenvoudige nanostructuren, die specifieke maten, vormen en regelingen hebben, kan de afhankelijkheid van de LSPR van SERS knipperen verbergen andere verslaafdheden7; namelijk als de nanostructuur van het goed of slecht aan LSPR wordt gebruikt, de parameters zullen constant, en de andere verslaafdheden zal daarom worden verborgen. Power wet analyse is gebruikt om te ontdekken van de verschillende verslaafdheden van de knipperende SERS van zilveren colloïdaal nanoaggregates4,5,6,7,8, 9 , 10 , 11.

<table><tbody><tr><td>Zilvernitraat, 99,8%</td><td>Wako</td><td>194-00832</td><td></td></tr><tr><td>Trinatriumcitraatdihydraat, 99%</td><td>Wako</td><td>191-01785</td><td></td></tr><tr><td>Poly-L-lysine waterige oplossing, 0,1%</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>P8920</td><td></td></tr><tr><td>3,3'-disulfopropylthiacyanine triethylamine</td><td>Hayashibara Biochemical Laboratories</td><td>NK-2703</td><td>een soort thiacyanine kleurstoffen</td></tr><tr><td>3,3'-diethyl-5,5'-dichlooor-9-methylthiacarbocyanine jodiumzout</td><td>Hayashibara Biochemical Laboratories</td><td>SMP-9</td><td>een soort thiacarobocyanine kleurstoffen</td></tr><tr><td>Natriumchloride, 99,5%</td><td>Wako</td><td>191-01665</td><td></td></tr><tr><td>Dimroth-condensator</td><td>Iwaki</td><td>61-9722-22</td><td>gekocht bij AS ONE</td></tr><tr><td>Magneetschede</td><td>Corning</td><td>DC-420D</td><td></td></tr><tr><td>Oliebad</td><td>Advantech</td><td>OS-220</td><td></td></tr><tr><td>Glazen plaat</td><td>Matsunami</td><td>S-1112</td><td>Microscoopglaasje</td></tr><tr><td>Blower</td><td>Hozan</td><td>Z-288</td><td>Luchtduster</td></tr><tr><td>Vloeistofblocker pen</td><td>Daido Sangyo</td><td></td><td>LIQUID BLOCKER (Super Pap Pen). Klaar-voor-gebruik hydrofobe barrièrepen ontworpen voor immunohistochemie toepassingen</td></tr><tr><td>Omgekeerd microscoop</td><td>Olympus</td><td>IX-70</td><td></td></tr><tr><td>Objectieflens</td><td>Olympus</td><td>LCPlanFl 60×</td><td>NA 0,7</td></tr><tr><td>Donkerveld condensor</td><td>Olympus</td><td>U-DCD</td><td>NA 0,8-0,92</td></tr><tr><td>Gekoelde digitale CCD-camera</td><td>Hamamatsu</td><td>ORCA-AG</td><td>gestuurd door software Aqua Cosmos</td></tr><tr><td>Software voor de gekoelde digitale CCD-camera</td><td>Hamamatsu</td><td>AquaCosmos</td><td>gebruikt voor ook afgeleide van de tijdsprofielen van de knipperende punten in de video&nbsp;</td></tr><tr><td>Kleur CCD-camera</td><td>ELMO</td><td>TNC-C920</td><td>niet gebruikt voor analyse</td></tr><tr><td>DPSS-laser</td><td>RGB-lasersysteem</td><td>NovaPro532-75</td><td>λ = 532 nm; 60 mW (komt overeen met een vermogensdichtheid van 600 W/cm2)</td></tr><tr><td>Interferentiefilter</td><td>Semrock</td><td>LL01-532-12.5</td><td></td></tr><tr><td>Longpassfilter</td><td>Semrock</td><td>BLP01-532R-25</td><td></td></tr><tr><td>Software voor het onderscheid en het tellen van de heldere/donkere gebeurtenissen</td><td>zelfgemaakt</td><td></td><td>geprogrammeerd in C++</td></tr><tr><td>Software voor het passen door een machtswet</td><td>LightStone</td><td>Origin6.1</td><td></td></tr></tbody></table>

observatie en analyse van de blinkende oppervlakte-enhanced raman verstrooiing

Observation and Analysis of Blinking Surface-enhanced Raman Scattering

Van een enkel molecuul een zilveren nanoaggregate afslag, wordt blinkende oppervlakte-enhanced Raman verstrooiing (SERS) waargenomen. Hier, een protocol wordt gepresenteerd op het voorbereiden van de SERS-actieve zilveren nanoaggregate, een video opnemen van bepaalde knipperende plekken in de microscopische opname en de knipperende statistieken analyseren. In deze analyse reproduceert een machtswet de kansverdelingen voor heldere evenementen ten opzichte van hun duur. De kansverdelingen voor donkere evenementen zijn voorzien van een vermogen wet met een exponentiële functie. De parameters van de machtswet vertegenwoordigen moleculaire gedrag in zowel de lichte als de donkere Staten. De toevalsbeweging-model en de snelheid van het molecuul over het hele zilver oppervlak kunnen worden geschat. Het is moeilijk in te schatten, zelfs bij het gebruik van gemiddelden, autocorrelatie functies en super resolutie SERS beeldvorming. In de toekomst, is dat de macht wet analyses moeten worden gecombineerd met spectrale imaging, omdat de oorsprong van het knipperen kunnen niet worden bevestigd door deze analysemethode alleen.

Van de zilveren nanoaggregates met poly-L-lysine bereid door protocol 1.2, veelkleurige knipperende vlekken uit SERS en oppervlakte-enhanced fluorescentie in acht worden genomen, zoals in Figuur 111. In tegenstelling, werden eentonig gekleurde knipperende vlekken van SERS waargenomen voor de zilveren nanoaggregates met de moleculen van de kleurstof bereid door protocol 1.37,,8<...

Dit protocol beschrijft de analyse van de blinkende oppervlakte-enhanced Raman verstrooiing als gevolg van de toevalsbeweging van een enkel molecuul op een zilveren oppervlak met macht wetten.

Observatie en analyse van de blinkende oppervlakte-enhanced Raman verstrooiing

From a single molecule at a silver nanoaggregate junction, blinking surface-enhanced Raman scattering (SERS) is observed. Here, a protocol is presented on ...

Het algemene doel van deze analyse van Blinking Surface-enhanced Raman Scattering is om het gedrag van enkele moleculen op oppervlakken van metaalnanodeeltjes te onderzoeken. Deze methode kan helpen bij het beantwoorden van belangrijke vragen in de interface- en koraalwetenschap over het werkgedrag van vaste vloeistofvlakken. Het grote voordeel van deze techniek is dat veel gegevens kunnen worden verzameld omdat er ongeveer een tiental knipperende punten tegelijkertijd in één video kunnen worden waargenomen. Om deze procedure te beginnen, wast u twee glazen microscoopglazen met vloeibare afwasmiddel en kraanwater.Spoel de schuiven met gedestilleerd water en laat ze aan de lucht drogen. Breng vervolgens een waterige oplossing van 0,1 procent poly-l lysine aan op een droge schuif. Laat de oplossing twee tot drie seconden op de schuif zitten.Gebruik vervolgens een persluchtdroger om de overtollige oplossing te verwijderen en de schuif te drogen. Breng vervolgens een suspensie van colloïdale zilvernanodeeltjes op de schuif aan. Laat de suspensie twee tot drie seconden op de schuif zitten.Droog de schuif met perslucht. Gebruik vervolgens een hydrofobe barrièrepen om een gebied van 26 millimeter bij 26 millimeter op de schuif volledig te omsluiten. Laat de barrière drogen.Laat gedestilleerd water op de schuif druppelen om het omsloten gebied te vullen. Bedek de schuif met de tweede schone droge glazen schuif om waterverdamping te voorkomen. Plaats de schuifassemblage op de monsterstandaard van de omgekeerde microscoop.Belicht de schuif met wit licht via een donkerveldcondensor. Focus op vlekken van verschillende kleuren door over te schakelen van een 2x objectieflens naar een 60x objectieflens. Gebruik vervolgens een door een diode gepompte vaste-toestand continu 532 nanometer laser, een bandpass-interferentiefilter en een lens om het monster te belichten met een geattenueerde straal onder een hoek van 30 graden ten opzichte van het monstersoppervlak.Verplaats de laserverlichting naar het midden van het gezichtsveld en pas de z-richting van de monsterstandaard lichtjes aan om de focus op de vlekken te verfijnen. Observeer de aggregaten als monotone vlekken tegen een uniforme achtergrond. Schakel vervolgens de laser uit en plaats een long pass-edge filter achter de objectieflens.Belicht het monster met de laser onder een hoek van 30 graden ten opzichte van het monstersoppervlak, door het interferentiefilter en de externe lens. Beweeg de stand in de x- en y-richtingen om de knipperende vlekken te vinden. Gebruik vervolgens een deep cool digitale CCD-camera met een frametijd van 61 tot 120 milliseconden om een 20 minuten durende video van de vlekken te maken.Om met de analyse te beginnen, opent u de verkregen video in de CCD-camerasoftware. Klik en sleep om gebieden met en zonder knipperende vlekken te selecteren. Voer een tijdelijke analyse uit om een signaalintensiteitstijdprofiel voor de vlekken en donkere gebieden af te leiden.Verkrijg op deze manier profielen voor alle knipperende vlekken en donkere gebieden van belang. Genereer vervolgens waarschijnlijkheidsverdelingen voor heldere en donkere gebeurtenissen ten opzichte van hun duur. Meerkleurige knipperende vlekken werden waargenomen van SERS van zilveren nanodeeltje-aggregaten, bereid met poly-l lysine gecoate schuiven.Het knipperende signaal wordt toegeschreven aan de willekeurige wandeling van enkele moleculen op zilveren nanodeeltje-aggregaties. De signalen van de enkele nanodeeltje-aggregaten vertoonden op verschillende tijdstippen verschillende intensiteiten, in tegenstelling tot de knipperende fluorescentie van een quantum dot. De drempel voor heldere gebeurtenissen werd ingesteld op drie standaardafwijkingen boven de basislijnintensiteit, en de duur van heldere en donkere gebeurtenissen werd voor elke vlek bepaald.De waarschijnlijkheidsverdeling van heldere gebeurtenissen werd uitgezet tegen gebeurtenisduur als een lijn en een log log-grafiek, terwijl de waarschijnlijkheidsverdeling van donkere gebeurtenissen werd uitgezet tegen duur als een curve. Omdat de duur van de donkere gebeurtenissen over het algemeen langer was dan de duur van de heldere gebeurtenissen, neigden de machtswetexponenten voor heldere gebeurtenissen ertoe kleiner te zijn dan die voor donkere gebeurtenissen. Kortere afkaptijd voor donkere gebeurtenissen wees op een snellere moleculaire willekeurige wandeling, een hogere energiebarrière van een niet-emitterende toestand naar een emitterende toestand, of een combinatie van beide.Na het bekijken van deze video, zou u een goed begrip moeten hebben van hoe u knipperende SERS-verschijnselen observeert en analyseert.

observation-and-analysis-of-blinking-surface-enhanced-raman-scattering

Research

JoVE Journal

Chemistry

Scheikunde

We bespreken de bouw en exploitatie van een complex niet-lineaire optische systeem dat ultrasnelle all-optisch schakelen gebruikt om te isoleren Raman van fluorescentie-signalen. Met behulp van dit systeem zijn wij in staat om succesvol scheiden Raman en fluorescentie-signalen gebruik te maken van puls energie en de gemiddelde krachten die blijven biologisch veilig.

Verwerping van Fluorescentie Achtergrond in Resonance en spontane Raman Microspectroscopie

Source: Espinoza, R., et al. Real-Time, Two-Color Stimulated Raman Scattering Imaging of Mouse Brain for Tissue Diagnosis. J. Vis. Exp. (2022). The video demonstrates two-color stimulated Raman scattering (SRS) imaging of mouse brain tissue sections. Two synchronized laser beams are directed onto the tissue section to excite molecular vibrations, resulting in a relative intensity change in the beams. Lipids and proteins in the tissue are detected using distinct frequency pairs of the laser...

Two-Color Stimulated Raman Scattering Imaging of Mouse Brain Tissue

We beschrijven de fabricage en karakterisering van nanobiologische systemen die geïnterfacede nanogestructureerde substraten met geïmmobiliseerde eiwitten en aptameren. De relevante experimentele stappen met betrekking tot lithographische fabricage van nanogestructureerde substraten, bio-functionalisering en karakterisering met behulp van oppervlakte-versterkte Raman-spectroscopie (SERS) worden gerapporteerd. SERS-detectie van op het oppervlak geïmmobiliseerde eiwitten en het onderzoek van...

Surface Enhanced Raman Spectroscopy Detectie van biomoleculen met behulp van EBL Fabricated Nanostructured Substrates

Beschrijven we de bouw van een snelle continuous-wave-gestimuleerd-Brillouin-verstrooiing (CW-SBS) spectrometer. De spectrometer heeft één-frequentie-diodelasers en een atomaire damp inkeping-filter te verwerven transmissie spectra van troebel/niet-troebel monsters met hoge spectrale resolutie bij snelheden tot 100-fold sneller dan die van bestaande CW-SBS spectrometers. Deze verbetering maakt een snelle Brillouin materiële analyse.<br...

High-Speed Continuous-wave gestimuleerd Brillouin verstrooiing Spectrometer voor materiaal analyse

In dit manuscript wordt de implementatie beschreven van een gestimuleerde Raman verstrooiing (SRS) Microscoop, verkregen door de integratie van een SRS experimentele opstelling met een laser scanning microscoop. De SRS-Microscoop is gebaseerd op twee femtosecondelaser (FS) laserbronnen, een TI-Sapphire (TI: SA) en gesynchroniseerde optische parametrische oscillator (OPO).

Implementatie van een niet-lineaire Microscoop op basis van gestimuleerde Raman verstrooiing

Gestimuleerde Raman scattering (SRS) microscopie maakt selectieve, labelvrije beeldvorming van specifieke chemische moieties mogelijk en het is effectief gebruikt om lipidemoleculen in vivo in beeld te brengen. Hier geven we een korte inleiding tot het principe van SRS-microscopie en beschrijven we methoden voor het gebruik ervan bij de opslag van beeldvormende lipiden in Caenorhabditis elegans.

Labelvrije beeldvorming van lipideopslagdynamiek bij Caenorhabditis elegans met behulp van gestimuleerde Raman-verstrooiingscopie

Gestimuleerde Raman-verstrooiingsmicroscopie (SRS) is een krachtige, niet-destructieve en labelvrije beeldvormingstechniek. Een opkomende toepassing is gestimuleerde Raman-histologie, waarbij tweekleurige SRS-beeldvorming bij de eiwit- en lipide Raman-overgangen wordt gebruikt om pseudo-hematoxyline- en eosinebeelden te genereren. Hier demonstreren we een protocol voor real-time, tweekleurige SRS-beeldvorming voor weefseldiagnose.

Real-time, tweekleurige gestimuleerde Raman-verstrooiingsbeeldvorming van muizenhersenen voor weefseldiagnose

We presenteren een protocol om chemische beelden te verkrijgen met breedband gestimuleerde Raman scattering (SRS) microscopie. Gebaseerd op een SRS-microscoop die werkt met differentiële meerkanaals-lock-in detectie, beschrijft het protocol de monstervoorbereiding, aanpassing van het SRS-apparaat en chemometrie om verschillende bestanddelen van chemisch heterogene monsters te ontwarren.

Multiplex chemische beeldvorming op basis van breedband gestimuleerde Raman-verstrooiingsmicroscopie

Een grootveld-Fourier-transform microscoop, gebaseerd op een compacte en ultrastabiele birefringent interferometer, maakt het mogelijk om spectra parallel te verkrijgen voor alle pixels van een 2D-detector. De tijddomeinbenadering maakt het mogelijk fotoluminescentie- en Raman-signalen te ontwarren, en maakt snelle Raman-mapping mogelijk (~5 ms/pixel) met een ruimtelijke resolutie van ~1 μm en een spectrale resolutie van 23 cm-1 .

Een multimodale breedveld-Fourier-transformatie Ramanmicroscoop

Hier presenteren we een protocol om individuele kleine extracellulaire blaasjes (sEV's) te analyseren met labelvrije oppervlakte-versterkte Raman-spectroscopie (SERS), waardoor minimaal invasieve ziektediagnostiek en beoordeling van sEV's als therapeutische toedieningsmiddelen mogelijk worden.

Onderzoek naar de toepassing van oppervlakteversterkte Raman Scattering-gebaseerde biosensing van individuele sEV's in ziektediagnose en therapieën

Leer hoe je knipperende oppervlakte-versterkte Ramanverstrooiing analyseert voor enkelmolecuulonderzoek op zilveren nanodeeltjes. Deze methode verzamelt waardevolle data over moleculaire dynamiek aan vaste-stof-vloeistofgrenzen.

Observatie en analyse van de blinkende oppervlakte-enhanced Raman verstrooiing

Meer video's verkennen