Captura óptica de nanopartículas plasmônicas para caracterizações de espectroscopia raman aprimoradas na superfície de Situ

Este protocolo fornece controle espacial e temporal para o conjunto de nanopartículas ativas do SERS na ausência de agentes de agregação para alcançar a detecção sensível de analitos de destino. A principal vantagem do nosso método é que nenhum agente de agregação é usado para gerar o conjunto de nanopartículas ativas do SERS, por isso é usado adequado para analisar biomoléculas sensíveis em condições fisiológicas. É uma plataforma promissora para detectar moléculas de analito, como biomarcadores de doenças em soluções e em condições fisiológicas em um sistema microfluido.

Ao usar este método pela primeira vez, um pesquisador pode precisar ajustar o poder de captura do laser, o tempo de irradiação e a concentração de nanopartículas de prata para obter o melhor desempenho. Para começar, direcione um raio laser de 532 nanômetros para a porta flex do microscópio de pinça óptica. Alinhe o raio laser de 532 nanômetros nas vias estéreo de dupla camada do microscópio de pinça óptica com um espelhodicrómico de passagem longa de 750 nanômetros para combiná-los com os feixes de laser de trapping originais para se concentrar na câmara de amostra.

Colete a luz rescavada da câmara de amostra usando um espelhodicrómico de passe longo de 750 nanômetros e redirecione-a para um espectrômetro contendo uma câmera de dispositivo acoplada com carga resfriada por nitrogênio líquido. Coloque um filtro de entalhe de 532 nanômetros na frente da fenda de entrada do espectrômetro antes da aquisição espectral. Limpe o escorregador de vidro e cubra com água e etanol.

Conecte a fita do quadro ao slide de vidro para criar uma câmara. Adicione algumas gotas da solução DSNB de nanopartículas prateadas no quadro. Coloque o deslizamento da tampa na fita da moldura e selá-la.

Adicione nitrogênio líquido ao recipiente da câmera do dispositivo acoplado a carga resfriada com nitrogênio líquido até que a temperatura atinja menos 120 graus Celsius. Bloqueie o caminho do feixe da sonda Raman usando uma tela de segurança laser magnética, em seguida, ligue o laser de 532 nanômetros Raman fonte de excitação. Fixar a câmara de amostra com a solução DSNB de nanopartículas de prata no suporte da câmara.

Adicione água ao objetivo imerso em água e coloque o suporte da câmara imediatamente no microestárido acima do objetivo. Solte óleo de imersão em cima do deslizamento da tampa e posicione o condensador imerso em óleo para visualizar partículas na câmera do microscópio. Ajuste a posição Z do objetivo girando o botão do microscópio até que o feixe da sonda Raman de 532 nanômetros esteja focado na superfície inferior do vidro da câmara, mostrando uma mancha branca na câmera do microscópio.

Ajuste as posições X e Y do microestálado para mover a câmara para colocar a região central da câmara na mancha branca. Abra o software óptico de controle de pinça e use o controle de joystick equipado para mover o laser de trapping de 1.064 nanômetros para se sobrepor com a mancha branca. Em seguida, sintonize o botão do microscópio para mover a posição Z do objetivo para cima.

Ligue o laser de captura de 1.064 nanômetros para atrair nanopartículas de prata na câmara de amostra e criar um conjunto de nanopartículas de prata plasmônica. Abaixe o raio laser de trapping para evitar superaquecimento ou formação de bolhas quando necessário. Ajuste a posição do microestágio da amostra para colocar o ponto escuro do conjunto de nanopartículas de prata plasmônica sob o foco do feixe de sonda Raman de 532 nanômetros para medições espectroscópicas.

Coloque os filtros de densidade neutra na frente da tomada laser Raman de 532 nanômetros para ajustar a potência a 10 megawatts. Insira o tempo de aquisição no painel de configuração no software de espectro e clique no botão Adquirir para iniciar a aquisição espectral. Sem o laser de armadilha, as nanopartículas de prata dispersas na câmara de amostrageraram um espectro negro.

Aumentar a potência e estender o tempo de irradiação do laser de captura poderia atrair mais nanopartículas de prata e gerar um ponto escuro. Uma vez que as nanopartículas de prata dispersas estavam sob movimento browniano, as junções interpartículas eram grandes e instáveis. As intensidades globais de DSNB no conjunto de nanopartículas de prata plasmônica foram maiores do que as da nanopartícula de prata dispersa.

Considerando a intensidade do pico característico em 1.444 centímetros inverso, o conjunto de nanopartículas de prata plasmônica pode fornecer aproximadamente um aprimoramento de 50 vezes do sinal de espectroscopia Raman aprimorado da superfície do DSNB em comparação com o das nanopartículas de prata dispersas. As intensidades dos picos característicos de DSNB em 1, 152, 1, 444 e 1.579 centímetros inversos através desses 20 espectreiros Raman melhorados pela superfície foram traçados como histogramas com desvios padrão relativos de 6,88, 6,59 e 5,48%, respectivamente. A coisa mais importante neste procedimento é localizar a posição do laser da sonda Raman de 532 nanômetros e sobrepuse-lo com o laser de captura de 1.064 nanômetros.

Essa técnica abre caminho para que os pesquisadores detectem moléculas de analito com controle espacial e temporal sob condições fisiológicas para futuras análises in vivo.