Summary
यह प्रोटोकॉल सतह-वर्धित रमन बिखरने के लिए एक लचीले सब्सट्रेट के लिए एक निर्माण विधि का वर्णन करता है। इस पद्धति का उपयोग R6G और थिरम की कम सांद्रता का सफल पता लगाने में किया गया है।
Abstract
यह लेख सतह-एन्हांस्ड रमन स्कैटरिंग (एसईआरएस) के लिए डिज़ाइन किए गए एक लचीले सब्सट्रेट के लिए एक निर्माण विधि प्रस्तुत करता है। सिल्वर नैनोकणों (एजीएनपी) को सिल्वर नाइट्रेट (एग्नो3) और अमोनिया से जुड़े एक जटिलता प्रतिक्रिया के माध्यम से संश्लेषित किया गया था, इसके बाद ग्लूकोज का उपयोग करके कमी की गई थी। परिणामी एजीएनपी ने 20 एनएम से 50 एनएम तक एक समान आकार वितरण का प्रदर्शन किया। इसके बाद, 3-एमिनोप्रोपाइल ट्राइथॉक्सीसिलेन (एपीटीईएस) को पीडीएमएस सब्सट्रेट को संशोधित करने के लिए नियोजित किया गया था जिसे ऑक्सीजन प्लाज्मा के साथ सतह-इलाज किया गया था। इस प्रक्रिया ने सब्सट्रेट पर एजीएनपी की स्व-असेंबली की सुविधा प्रदान की। सब्सट्रेट प्रदर्शन पर विभिन्न प्रयोगात्मक स्थितियों के प्रभाव का एक व्यवस्थित मूल्यांकन उत्कृष्ट प्रदर्शन और एक बढ़ाया कारक (ईएफ) के साथ एक एसईआरएस सब्सट्रेट के विकास के लिए नेतृत्व किया. इस सब्सट्रेट का उपयोग करते हुए, R6G (रोडामाइन 6G) के लिए 10-10 M और थिरम के लिए 10-8 M की प्रभावशाली पहचान सीमा हासिल की गई। सेब पर कीटनाशक अवशेषों का पता लगाने के लिए सब्सट्रेट को सफलतापूर्वक नियोजित किया गया था, जिससे अत्यधिक संतोषजनक परिणाम मिले। लचीला एसईआरएस सब्सट्रेट जटिल परिदृश्यों में पता लगाने सहित वास्तविक दुनिया के अनुप्रयोगों के लिए बड़ी क्षमता प्रदर्शित करता है।
Introduction
सरफेस-एन्हांस्ड रमन स्कैटरिंग (एसईआरएस), रमन स्कैटरिंग के एक प्रकार के रूप में, उच्च संवेदनशीलता और कोमल पहचान की स्थिति के फायदे प्रदान करता है, और यहां तक कि एकल अणु का पता लगाने 1,2,3,4 भी प्राप्त कर सकता है। धातु नैनोस्ट्रक्चर, जैसे सोने और चांदी, आमतौर पर पदार्थ का पता लगाने 5,6 को सक्षम करने के लिए एसईआरएस सब्सट्रेट के रूप में उपयोग किए जाते हैं। नैनोस्ट्रक्चर्ड सतहों पर विद्युत चुम्बकीय युग्मन वृद्धि एसईआरएस अनुप्रयोगों में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है। अलग-अलग आकार, आकार, इंटरपार्टिकल दूरी और रचनाओं के साथ धातु नैनोस्ट्रक्चर स्थानीयकृत सतह प्लास्मोन अनुनादों 7,8 के कारण तीव्र विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र उत्पन्न करने वाले कई "हॉटस्पॉट" बनाने के लिए एकत्र हो सकते हैं। कई अध्ययनों ने एसईआरएस सब्सट्रेट के रूप में विभिन्न आकृति विज्ञान के साथ धातु नैनोकणों को विकसित किया है, जो एसईआरएस वृद्धि 9,10 प्राप्त करने में उनकी प्रभावशीलता का प्रदर्शन करता है।
लचीले एसईआरएस सब्सट्रेट घुमावदार सतहों पर प्रत्यक्ष पहचान की सुविधा के लिए लचीले सब्सट्रेट पर जमा एसईआरएस प्रभाव पैदा करने में सक्षम नैनोस्ट्रक्चर के साथ व्यापक अनुप्रयोग पाते हैं। लचीले एसईआरएस सब्सट्रेट को अनियमित, गैर-प्लानर या घुमावदार सतहों पर विश्लेषणों का पता लगाने और एकत्र करने के लिए नियोजित किया जाता है। आम लचीला एसईआरएस सब्सट्रेट फाइबर, बहुलक फिल्मों, और ग्राफीन ऑक्साइड फिल्मों11,12,13,14 शामिल हैं. उनमें से, पॉलीडिमिथाइलसिलोक्सेन (पीडीएमएस) सबसे व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली बहुलक सामग्री में से एक है और उच्च पारदर्शिता, उच्च तन्यता ताकत, रासायनिक स्थिरता, गैर-विषाक्तता और आसंजन15,16,17 जैसे फायदे प्रदान करता है। पीडीएमएस में रमन क्रॉस-सेक्शन कम है, जिससे रमन सिग्नल पर इसका प्रभाव नगण्य18 है। चूंकि पीडीएमएस प्रीपोलीमर तरल रूप में है, इसलिए इसे गर्मी या प्रकाश से ठीक किया जा सकता है, जिससे उच्च स्तर की नियंत्रणीयता और सुविधा मिलती है। पीडीएमएस आधारित एसईआरएस सब्सट्रेट अपेक्षाकृत सामान्य लचीले एसईआरएस सब्सट्रेट हैं, जिनका उपयोग पिछले अध्ययनों में अनुकरणीय प्रदर्शन19,20 के साथ विभिन्न जैव रासायनिक पदार्थों का पता लगाने के लिए विभिन्न धातु नैनोकणों को एम्बेड करने के लिए किया गया है।
एसईआरएस सब्सट्रेट की तैयारी में, नैनोगैप संरचनाओं का निर्माण महत्वपूर्ण है। भौतिक जमाव प्रौद्योगिकी उच्च मापनीयता, एकरूपता, और प्रजनन क्षमता जैसे फायदे प्रदान करता है, लेकिन आम तौर पर अच्छी वैक्यूम शर्तों और विशेष उपकरणों की आवश्यकता होती है, इसके व्यावहारिक अनुप्रयोगों को सीमित21. इसके अतिरिक्त, कुछ नैनोमीटर पैमाने पर nanostructures fabricating पारंपरिक बयान तकनीक22 के साथ चुनौतीपूर्ण बनी हुई है. नतीजतन, रासायनिक तरीकों के माध्यम से संश्लेषित नैनोकणों को विभिन्न इंटरैक्शन के माध्यम से लचीली पारदर्शी फिल्मों पर adsorbed किया जा सकता है, जिससे नैनोस्केल पर धातु संरचनाओं की आत्म-असेंबली की सुविधा मिलती है। सफल सोखना सुनिश्चित करने के लिए, बातचीत शारीरिक रूप से या रासायनिक अपनी सतह hydrophilicity23 को बदलने के लिए फिल्म की सतह को संशोधित द्वारा समायोजित किया जा सकता है. सोने नैनोकणों की तुलना में चांदी नैनोकणों, बेहतर एसईआरएस प्रदर्शन का प्रदर्शन, लेकिन उनकी अस्थिरता, विशेष रूप से हवा में ऑक्सीकरण के लिए उनकी संवेदनशीलता, सब्सट्रेट प्रदर्शन24 को प्रभावित करते हुए, एसईआरएस संवर्धन कारक (ईएफ) में तेजी से कमी के परिणामस्वरूप. इसलिए, एक स्थिर कण विधि विकसित करना आवश्यक है।
कीटनाशक अवशेषों की उपस्थिति ने महत्वपूर्ण ध्यान आकर्षित किया है, जिससे क्षेत्र25,26 में भोजन में खतरनाक रसायनों के विभिन्न वर्गों का तेजी से पता लगाने और पहचान करने में सक्षम मजबूत तरीकों की आवश्यकता पैदा हुई है। लचीले एसईआरएस सब्सट्रेट व्यावहारिक अनुप्रयोगों में अद्वितीय लाभ प्रदान करते हैं, विशेष रूप से खाद्य सुरक्षा के क्षेत्र में। यह लेख एक पीडीएमएस सब्सट्रेट(चित्रा 1)पर संश्लेषित ग्लूकोज-लेपित चांदी नैनोकणों (एजीएनपी) को जोड़कर एक लचीला एसईआरएस सब्सट्रेट तैयार करने के लिए एक विधि का परिचय देता है। ग्लूकोज की उपस्थिति एजीएनपी की रक्षा करती है, हवा में चांदी के ऑक्सीकरण को कम करती है। सब्सट्रेट उत्कृष्ट पहचान प्रदर्शन प्रदर्शित करता है, जो रोडामाइन 6G (R6G) को 10-10 M जितना कम और कीटनाशक थिरम को 10-8 M जितना कम अच्छी एकरूपता के साथ पता लगाने में सक्षम है। इसके अलावा, लचीला सब्सट्रेट संबंध और नमूनाकरण के माध्यम से पता लगाने के लिए नियोजित किया जा सकता है, कई संभावित अनुप्रयोग परिदृश्यों के साथ.
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Protocol
1. नैनोकणों का संश्लेषण
- सिल्वर नाइट्रेट समाधान की तैयारी
- एक सटीक वजन संतुलन का उपयोग करके, एआर-ग्रेड सिल्वर नाइट्रेट (एग्नो3, सामग्री की तालिकादेखें) के 0.0017 ग्राम को मापें और इसे 10 एमएल विआयनीकृत (डीआई) पानी में जोड़ें। 10-3 mol/L AgNO3 घोल बनाने के लिए मिश्रण को हिलाएं।
- चांदी-अमोनिया परिसर की तैयारी
- एआर-ग्रेड अमोनिया पानी (एनएच3) का 1 एमएल लें। एच2हे, सामग्री की तालिका) एक सिरिंज का उपयोग कर देखें, और इसे सरगर्मी करते समय चांदी नाइट्रेट समाधान में ड्रॉप द्वारा ड्रॉप जोड़ें। समाधान स्पष्ट होने पर ड्रॉपवाइज जोड़ बंद करें।
- ग्लूकोज समाधान की तैयारी
- एक सटीक वजन संतुलन का उपयोग करके, एआर-ग्रेड ग्लूकोज पाउडर के 0.36 ग्राम ( सामग्री की तालिकादेखें) को मापें और इसे डीआई पानी के 10 एमएल में जोड़ें। 0.2 एम ग्लूकोज समाधान बनाने के लिए मिश्रण को अच्छी तरह से हिलाओ।
- चांदी नैनोकणों (AgNPs) का संश्लेषण
- 30 मिनट के अंतराल पर ग्लूकोज समाधान (चरण 1.3 में तैयार) में चांदी-अमोनिया कॉम्प्लेक्स (चरण 1.2 में तैयार) के 30 माइक्रोन को जोड़ने के लिए एक विंदुक बंदूक का उपयोग करें। इस प्रक्रिया को 4-6 बार चलाते हुए तब तक दोहराएं जब तक घोल पीला न हो जाए।
2. लचीले सब्सट्रेट की तैयारी
- पीडीएमएस सब्सट्रेट की तैयारी
- पीडीएमएस सब्सट्रेट को संश्लेषित करने के लिए, पीडीएमएस ए समाधान के लगभग 5 ग्राम लें और 1:10 के अनुपात में बी समाधान (व्यावसायिक रूप से उपलब्ध किट से, सामग्री की तालिका देखें) जोड़ें।
- हिलाओ और पीडीएमएस ए और बी समाधान को अच्छी तरह मिलाएं।
- मिश्रित पीडीएमएस को एक चौकोर डिश में स्थानांतरित करें और फिर इसे 80 डिग्री सेल्सियस ओवन में 2 घंटे के लिए बेक करें।
- उपरोक्त प्रक्रिया के माध्यम से इलाज करने के बाद, पेट्री डिश के अंधेरे ग्रिड के साथ पीडीएमएस को काटने के लिए एक स्केलपेल का उपयोग करें, लगभग 1 सेमी x 1 सेमी के आयामों के साथ छोटे पीडीएमएस क्यूब्स बनाएं।
- सतह संशोधन
- प्लाज्मा उपचार के लिए उपरोक्त छोटे पीडीएमएस टुकड़ों के अधीन। एक हाथ से आयोजित प्लाज्मा प्रोसेसर ( सामग्री की तालिकादेखें) का उपयोग करें और सतह प्लाज्मा उपचार करने के लिए पीडीएमएस सतह से लगभग 5-10 सेमी ऊपर इसे आगे और पीछे ले जाएं।
- सतह को संशोधित करने के लिए प्लाज्मा प्रोसेसर का उपयोग करें, पीडीएमएस सतह पर हाइड्रॉक्सिल समूहों के गठन को प्रेरित करते हुए, इसे हाइड्रोफिलिक27 प्रदान करता है।
- APTES के साथ संशोधन
- 10% APTES समाधान तैयार करें ( सामग्री की तालिकादेखें)।
- चरण 2.2 में प्राप्त सतह-संशोधित पीडीएमएस को एपीटीईएस समाधान में विसर्जित करें और इसे 10 घंटे तक बैठने दें। यह एपीटीईएस को पीडीएमएस सतह पर हाइड्रॉक्सिल समूहों के साथ बांधने की अनुमति देता है।
- AgNPs की स्व-असेंबली
- चरण 2.3 में प्राप्त PDMS सब्सट्रेट को 10 घंटे के लिए चरण 1.4 में संश्लेषित AgNPs समाधान में विसर्जित करें। यह पीडीएमएस सब्सट्रेट पर एजीएनपी को स्वयं-इकट्ठा करता है, जिससे अंतिम लचीला एसईआरएस डिटेक्शन सब्सट्रेट बनता है।
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Representative Results
इस अध्ययन में, ग्लूकोज में लिपटे सिंथेटिक एजीएनपी से बना एक लचीला एसईआरएस सब्सट्रेट विकसित किया गया था और एपीटीईएस का उपयोग करके पीडीएमएस पर स्व-इकट्ठे किया गया था, जो व्यावहारिक कीटनाशक पहचान अनुप्रयोगों के लिए उत्कृष्ट पहचान प्रदर्शन प्राप्त करता है। R6G और थिरम के लिए पता लगाने की सीमा क्रमशः 10-10 M और 10-8 M पर पहुंच गई थी, जिसमें 1 x 10 5 का एन्हांसमेंट फैक्टर (EF) था। इसके अलावा, सब्सट्रेट ने एकरूपता का प्रदर्शन किया।
ग्लूकोज में लिपटे AgNPs एक बेहतर Tollens विधि28,29 का उपयोग कर संश्लेषित किया गया. इस AgNPs असेंबली ने न केवल एक मजबूत SERS सिग्नल उत्पन्न किया, बल्कि AgNPs में चांदी को ऑक्सीकरण से प्रभावी ढंग से परिरक्षित किया, जिससे पता लगाने के प्रदर्शन को संरक्षित किया गया। चित्रा 2 में पर्यावरण स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी (ईएसईएम) छवियों से, संश्लेषित कण अपेक्षाकृत समान दिखाई दिए, जिनमें अधिकांश व्यास 40-50 एनएम के बीच थे। एजीएनपी की बाहरी परत एक ग्लूकोज परत से ढकी हुई थी। इस संरचना ने AgNPs की बाहरी परत के लिए एक ढांकता हुआ परत प्रदान की और हवा के संपर्क में आने पर चांदी के कणों को ऑक्सीकरण से बचाया, SERS प्रदर्शन को संरक्षित किया।
यह स्पष्ट है कि AgNPs के अंतराल के बीच एक मजबूत बढ़ाया विद्युत क्षेत्र बनता है, जो SERS सिग्नल के प्राथमिक कारण के रूप में कार्य करता है। इसलिए, सब्सट्रेट घनी बढ़ाया प्रदर्शन (चित्रा 3) को प्राप्त करने के लिए लचीला substrates पर AgNPs के साथ स्थिर है. इस अध्ययन में विकसित स्व-इकट्ठे एसईआरएस लचीला सब्सट्रेट सरल, उच्च गुणवत्ता का, और विषाक्त या हानिकारक पदार्थों से मुक्त है, जो इसे पर्यावरण के अनुकूल बनाता है।
इस अध्ययन में तैयार एसईआरएस लचीला सब्सट्रेट उत्कृष्ट पहचान प्रदर्शन का प्रदर्शन किया. एसईआरएस सब्सट्रेट का मूल्यांकन करने के लिए, महत्वपूर्ण पहलू इसकी पहचान क्षमता है। यहां, एन्हांसमेंट फैक्टर (ईएफ) को सब्सट्रेट के एन्हांसमेंट प्रदर्शन का आकलन करने के लिए परिभाषित किया गया था, और आर 6 जी ( सामग्री की तालिकादेखें) का उपयोग पता लगाने की सीमा निर्धारित करने के लिए किया गया था। EF को30 द्वारा वर्णित किया गया था:
EF = (ISERS /I रमन) × (Nरमन / NSERS)
आर 6 जी के शिखर पदों31 और उनके इसी मूल्यों तालिका 1 में प्रस्तुत कर रहे हैं.
इस अध्ययन में, रमन स्पेक्ट्रम 10x और 50x उद्देश्यों के साथ 633 एनएम लेजर का उपयोग करके प्राप्त किया गया था। माप के दौरान स्पेक्ट्रम अधिग्रहण के लिए एकीकरण समय 10 एस पर निर्धारित किया गया था, जिसमें घटना लेजर शक्ति 3.7 मेगावाट थी। सब्सट्रेट पर अलग-अलग सांद्रता के साथ R6G समाधानों के 30 माइक्रोन को जोड़कर और प्रत्यक्ष पहचान के माध्यम से रमन सिग्नल को देखकर, चित्रा 4 दिखाता है कि सब्सट्रेट ने उत्कृष्ट पहचान क्षमता का प्रदर्शन किया, जो R6G के लिए 10-10 M की पहचान सीमा तक पहुंच गया, मजबूत पहचान प्रदर्शन का संकेत। इसके बाद, परीक्षण जांच के रूप में 10-5 एम आर 6 जी का उपयोग करते हुए, सब्सट्रेट के एन्हांसमेंट फैक्टर (ईएफ) की गणना 1 एक्स 10 5 (गणना प्रक्रिया पूरक फ़ाइल 1 में विस्तृत है) की गणना की गई थी, जो एक उल्लेखनीय वृद्धि प्रभाव (चित्रा 5) का प्रदर्शन करती है।
लचीले SERS सब्सट्रेट ने कीटनाशकों का पता लगाने में सक्षम बनाया। 31 फल और सब्जी की खेती में व्यापक रूप से प्रयोग किए जाने वाले डाइथियोकार्बामेट (डीटीसी) कीटनाशक थिरम का उद्देश्य फफूंद रोगों को नियंत्रित करना और भंडारण और परिवहन के दौरान गिरावट को रोकना है। हालांकि, बार-बार जोखिम या थिरम अवशेषों के घूस इस तरह के सुस्ती, मांसपेशियों टोन हानि, और गंभीर भ्रूण विकृतियों33,34 के रूप में स्वास्थ्य के मुद्दों में परिणाम हो सकता है. इसलिए, फलों और सब्जियों की सतहों पर ट्रेस-लेवल थिरम का पता लगाना महत्वपूर्ण है। रमन थिरम की चोटियों35 और उनके कारणों तालिका 2 में उल्लिखित हैं।
थिरम की विभिन्न सांद्रता को इसके पता लगाने के प्रदर्शन का आकलन करने के लिए लचीले सब्सट्रेट पर लागू किया गया था। चित्रा 6 दर्शाता है कि थिरम का पता लगाने के लिए, इसकी तीन प्राथमिक विशेषता चोटियां स्पष्ट हैं, और पता लगाने की सीमा 10-8 मीटर तक पहुंच गई है।
लचीले सब्सट्रेट ने व्यावहारिक पहचान को सक्षम किया। रोजमर्रा की जिंदगी में, कीटनाशक अवशेष कभी-कभी फलों की सतहों पर बने रहते हैं। बिना धुले फलों का सेवन स्वास्थ्य के लिए खतरा पैदा कर सकता है। इस अध्ययन में, लचीले एसईआरएस सब्सट्रेट को "पेस्ट और छील-बंद" विधि का उपयोग करके लागू किया गया था, सब्सट्रेट को एक सेब की सतह से जोड़ना और फिर निरीक्षण के लिए इसे हटा देना।
चित्रा 7 दिखाता है कि इस पद्धति के तहत, अपेक्षाकृत स्पष्ट वर्णक्रमीय रेखाओं के साथ 10-7 एम थिरम का पता लगाया गया था। इस प्रकार, तैयार लचीला एसईआरएस सब्सट्रेट "पेस्ट और छील-बंद" पहचान विधि की सुविधा प्रदान कर सकता है, प्रभावी रूप से फलों की सतहों पर कीटनाशक अवशेषों की पहचान कर सकता है, और मूल्यवान व्यावहारिक अनुप्रयोगों की पेशकश कर सकता है।
इस अध्ययन में प्रस्तुत लचीले एसईआरएस सब्सट्रेट ने न केवल उल्लेखनीय पहचान प्रदर्शन का प्रदर्शन किया बल्कि व्यावहारिक अनुप्रयोग परिदृश्यों की भी पेशकश की।
चित्रा 1: पीडीएमएस लचीला एसईआरएस सब्सट्रेट का योजनाबद्ध डिजाइन। चित्रण: सतह वर्धित रमन प्रकीर्णन (SERS) प्रयोगों के लिए उपयोग किए जाने वाले PDMS (Polydimethylsiloxane) लचीले सब्सट्रेट के डिजाइन को दर्शाते हुए। कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.
चित्रा 2: संश्लेषित एजीएनपी की ईएसईएम छवि। पर्यावरण स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी (ESEM) छवि संश्लेषित AgNPs (चांदी नैनोकणों) दिखा रही है। छवि में स्केल बार 2 माइक्रोन है, और एजीएनपी का व्यास लगभग 20 एनएम से 50 एनएम तक है। कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.
चित्रा 3: एजीएनपी का सिमुलेशन। कणों के बीच की खाई में होने वाली महत्वपूर्ण स्थानीयकृत क्षेत्र वृद्धि के साथ एजीएनपी (चांदी नैनोकणों) को दिखाते हुए सिमुलेशन। कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.
चित्रा 4: विभिन्न आर 6 जी सांद्रता के एसईआरएस संकेत। R6G (रोडामाइन 6G) की विभिन्न सांद्रता के लिए प्राप्त सतह-वर्धित रमन स्कैटरिंग (SERS) संकेत। आकृति में शिखर की स्थिति तालिका 1 में उन लोगों के साथ संरेखित होती है। कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.
चित्रा 5: लचीले सब्सट्रेट पर आर 6 जी के एसईआरएस संकेत। एकरूपता प्रदर्शित करने के लिए लचीले सब्सट्रेट पर 10 यादृच्छिक बिंदुओं से एकत्र किए गए R6G (रोडामाइन 6G) के सतह-वर्धित रमन स्कैटरिंग (SERS) संकेत। कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.
चित्रा 6: विभिन्न थिरम सांद्रता के एसईआरएस संकेत। सतह वर्धित रमन प्रकीर्णन (एसईआरएस) थिरम की विभिन्न सांद्रता के लिए प्राप्त संकेत। कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.
चित्रा 7: फल की सतह पर थिरम के एसईआरएस संकेत। "पेस्ट और पील-ऑफ" विधि का उपयोग करके एक सेब की सतह से प्राप्त थिरम के सतह-वर्धित रमन स्कैटरिंग (एसईआरएस) संकेत। पता लगाने की सीमा थिरम के 10-7 मीटर तक पहुंच गई। कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.
| पीक स्थिति (सेमी -1) | नियुक्ति |
| 612 | सी-सी-सी इन-प्लेन झुकने कंपन |
| 774 | सी-एच स्ट्रेचिंग |
| 1127 | सी-एच इन-प्लेन झुकने कंपन |
| 1180 | C-H और N-H झुकने कंपन |
| 1310 | सी = सी खींच |
| 1364 | C-C बॉन्ड का स्ट्रेचिंग कंपन |
| 1509 | C-C बॉन्ड का स्ट्रेचिंग कंपन |
| 1574 | C =O आबंध का स्ट्रेचिंग कंपन |
| 1647 | C-C बॉन्ड का स्ट्रेचिंग कंपन |
तालिका 1: R6G SERS स्पेक्ट्रम में रमन शिफ्ट और फ़्रीक्वेंसी मोड असाइनमेंट। R6G (Rhodamine 6G) के सरफेस-एन्हांस्ड रमन स्कैटरिंग (SERS) स्पेक्ट्रम में रमन शिफ्ट वैल्यू और उनके संबंधित फ़्रीक्वेंसी मोड असाइनमेंट को सूचीबद्ध करने वाली तालिका।
| पीक स्थिति (सेमी -1) | नियुक्ति |
| 440 | CH3-N-C विरूपण (δ (CH3-N-C)), C=S स्ट्रेचिंग (υ(C=S)) |
| 549 | एसएस सममित स्ट्रेचिंग (υs (एस-एस)) |
| 928 | सी = एस स्ट्रेचिंग (υ (सी = एस)), सी-एन स्ट्रेचिंग (υ (सीएच 3-एन)) |
| 1136 | C-N स्ट्रेचिंग (υ (C-N)), रॉकिंग CH3 मोड (ρ(CH3)) |
| 1388 | सी-एन स्ट्रेचिंग (υ (सी-एन)), सीएच 3 सममित विरूपण (υ (सी = एस)) |
तालिका 2: थिरम एसईआरएस स्पेक्ट्रम में रमन शिफ्ट और फ्रीक्वेंसी मोड असाइनमेंट। तालिका लिस्टिंग रमन शिफ्ट मूल्यों और थिरम के सतह-एन्हांस्ड रमन स्कैटरिंग (एसईआरएस) स्पेक्ट्रम में उनके संबंधित आवृत्ति मोड असाइनमेंट।
अनुपूरक फ़ाइल 1: एन्हांसमेंट फैक्टर (ईआर) की गणना। कृपया इस फ़ाइल को डाउनलोड करने के लिए यहाँ क्लिक करें.
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Discussion
इस अध्ययन में, एक लचीला एसईआरएस सब्सट्रेट पेश किया गया था, जिसने रासायनिक संशोधन के माध्यम से एजीएनपी को पीडीएमएस से जोड़ा और उत्कृष्ट प्रदर्शन हासिल किया। कण संश्लेषण के दौरान, विशेष रूप से चांदी अमोनिया जटिल संश्लेषण (चरण 1.2) में, समाधान का रंग एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। बहुत अधिक अमोनिया पानी की बूंद जोड़ने से एजीएनपी संश्लेषण की गुणवत्ता पर प्रतिकूल प्रभाव पड़ सकता है, संभावित रूप से असफल पहचान परिणामों के लिए अग्रणी। संश्लेषण प्रक्रिया के दौरान सब्सट्रेट संशोधन (चरण 2.2) पर ध्यान दिया जाना चाहिए; अन्यथा, AgNPs PDMS से ठीक से बंध नहीं सकते हैं, जिसके परिणामस्वरूप कमजोर पहचान प्रदर्शन होता है।
व्यावहारिक तैयारी में, एसईआरएस सब्सट्रेट का पता लगाने का प्रदर्शन अस्थिरता22 प्रदर्शित कर सकता है. इसे पदार्थ के विलायक को बदलकर अनुकूलित किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, थिरम के लिए विलायक के रूप में एसीटोनिट्राइल का उपयोग करने से इथेनॉल का उपयोग करने से बेहतर परिणाम मिलते हैं। इसके अतिरिक्त, थिरम की गुणवत्ता पता लगाए गए एसईआरएस सिग्नल को प्रभावित कर सकती है, यह सुनिश्चित करने के महत्व पर जोर देती है कि उपयोग किए गए अभिकर्मक पता लगाने के दौरान उनकी समाप्ति तिथियों के भीतर हैं।
अन्य अध्ययनों36,37,38 की तुलना में, इस अध्ययन में प्रस्तावित एसईआरएस लचीले सब्सट्रेट की पहचान विधि सीधी है। AgNPs को एक सरल विधि के माध्यम से आसानी से संश्लेषित किया जा सकता है, जटिल प्रयोगात्मक स्थितियों और वातावरण की आवश्यकता से बचा जा सकता है, साथ ही जटिल निर्माण प्रक्रियाओं से भी बचा जा सकता है। सब्सट्रेट पर्यावरण के अनुकूल है और हानिकारक प्रदूषकों का परिचय नहीं देता है। हालांकि, यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि एजीएनपी के चारों ओर ग्लूकोज परत के कारण, यह चांदी के कणों के वृद्धि प्रभाव को कमजोर कर सकता है, यह सुझाव देता है कि एसईआरएस सब्सट्रेट के एन्हांसमेंट फैक्टर (ईएफ) में और सुधार आवश्यक है। इस अध्ययन में विधि का उपयोग करके तैयार किए गए एसईआरएस लचीले सब्सट्रेट को भी बायोमोलेक्यूल्स का पता लगाने में आगे की खोज की आवश्यकता है।
इस अध्ययन में प्रस्तावित लचीला एसईआरएस सब्सट्रेट वास्तविक जीवन परिदृश्यों में प्रयोज्यता प्रदर्शित करता है, कीटनाशक अवशेषों का पता लगाने और महत्वपूर्ण प्रभाव ले जाने के तरीकों को समृद्ध करता है। इसके अलावा, भविष्य के अनुप्रयोगों में, लचीला एसईआरएस सब्सट्रेट जैव चिकित्सा अनुप्रयोगों के लिए काफी संभावनाएं रखता है।
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Disclosures
लेखक हितों के टकराव की घोषणा नहीं करते हैं।
Acknowledgments
अनुसंधान चीन के राष्ट्रीय प्राकृतिक विज्ञान फाउंडेशन (अनुदान संख्या 61974004 और 61931018), साथ ही चीन के राष्ट्रीय कुंजी अनुसंधान एवं विकास कार्यक्रम (अनुदान संख्या 2021YFB3200100) द्वारा समर्थित है। अध्ययन इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप तक पहुंच प्रदान करने के लिए पेकिंग विश्वविद्यालय के इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी प्रयोगशाला को स्वीकार करता है। इसके अतिरिक्त, अनुसंधान रमन माप में उनकी सहायता के लिए यिंग कुई और पेकिंग विश्वविद्यालय के स्कूल ऑफ अर्थ एंड स्पेस साइंस के लिए धन्यवाद देता है।
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Ammonia (NH3.H2O, 25%) | Beijing Chemical Works | ||
| APTES (98%) | Beyotime | ST1087 | |
| BD-20AC Laboratory Chrona Treater | Electro-Technic Products Inc. | 12051A | |
| D-glucose | Beijing Chemical Works | ||
| Environmental Scanning electron microscope (ESEM) | FEI | QUANTA 250 | |
| Raman microscope | Horiba JY | LabRAM HR Evolution | |
| Rhodamine 6G | Beijing Chemical Works | ||
| Silicone Elastomer Base and Silicone Elastomer Curing Agent | Dow Corning Corporation | SYLGARD 184 | |
| Silver nitrate | Beijing Chemical Works | ||
| Thiram (C6H12N2S2, 99.9%) | Beijing Chemical Works |
References
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