ارائه ساختاری برای بهبود طیف سنجی رامان

در مقاله‌ای که اخیرا در نشریه Advanced Materials به چاپ رسیده توضیحاتی پیرامون نوکی ارائه شده است که با استفاده از لیزر مادون قرمز روی سطح حرکت کرده و مولکول‌های زیستی و عوامل بیماری‌زا را شناسایی می‌کند. در این نوک نانوذرات طلا با استفاده از مولکول‌هایی موسوم به گزارش دهنده رامان پوشش داده شده‌اند. نانوذرات به صورت خود به خودی تشکیل پوسته‌ای داده و به صورت دودکاهدرون در می‌آیند.

در مقاله‌ای که اخیرا در نشریه Advanced Materials به
چاپ رسیده توضیحاتی پیرامون نوکی ارائه شده است که با استفاده از لیزر
مادون قرمز روی سطح حرکت کرده و مولکول‌های زیستی و عوامل بیماری‌زا را
شناسایی می‌کند. در این نوک نانوذرات طلا با استفاده از مولکول‌هایی موسوم
به گزارش دهنده رامان پوشش داده شده‌اند. نانوذرات به‌صورت خودبه‌خودی
تشکیل پوسته‌ای داده و به‌صورت دودکاهدرون (dodecahedron) در می‌آیند.

filereader.php?p1=main_1b5a6ae399932b13e

گزارش دهنده‌های رامان به مولکول‌هایی گفته می‌شود که اتم‌های آن به
تابش لیزر پاسخ داده و طول موج‌های خاصی را پراش می‌دهند. وجود ساختار
هسته‌ای پوسته‌ای موجب می‌شود که یک شکاف میان این دو بخش ایجاد شده در
نتیجه محلی برای تقویت امواج الکترومغناطیس ایجاد شود این نقطه می‌تواند
تابش گزارش دهنده‌ها را تا چند میلیارد برابر افزایش دهند. سریکانت
سینگامانینی استادیار رشته مهندسی مواد دانشگاه واشینگتن می‌گوید درخشش این
سیستم 10100 × 1.7 برابر بیشتر از گزارش دهنده‌های رامان معمولی است همچنین
20 برابر شدیدتر از پیمایشگرهای نسل جدید است. سینگامانینی محقق پسادکتری
بوده و چندین پیمایشگر مختلف طراحی کرده است. او و همکارانش سال‌هاست که
روی طیف سنجی رامان و دیگر طیف سنجی‌ها مطالعه می‌کنند طیف سنجی‌هایی که
برای تحقیق مودهای لرزشی (خمشی و کشش) مولکولی مورد استفاده قرار می‌گیرند.
پرتو لیزر با این مودها برهمکنش داده و موجب نشر نور در طول موج‌های کمتر
یا بیشتر می‌شود در نهایت می‌توان با مطالعه این طول موج‌ها مولکول را مورد
مطالعه قرار داد.

پراش رامان خودبه‌خودی در طبیعت با شدت بسیار کم انجام
می‌شود اما 30 سال قبل محققان دریافتند که اگر مولکول‌ها در سطح فلزی پرتو
جذب کنند شدت این نشر افزایش خواهد یافت. سپس آنها دریافتند که مولکول‌هایی
که به نانوذرات می‌چسبند بسیار درخشنده‌تر از ذراتی هستند که در سطح فلزات
نشسته‌اند. امکان بهبود پراش رامان تقویت شده سطحی بسیار زیاد است.
سینگامانینی می‌گوید اگر شما دو گزارش‌دهنده رامان را به‌صورت ساندویچی
میان دو ماده پلاسمونی نظیر طلا و نقره در آورید شدت این پدیده افزایش
می‌یابد.

این گروه ساختار هسته‌ای پوسته‌ای ایجاد کردند و دریافتند که
در فاصله میان این دو نقطه‌ای است که سیگنال‌ها به شدت تقویت می‌شود.
سینگامانینی می‌گوید قدم بعدی ما این است که این سیستم جدید را در
آزمایشگاه مورد تست قرار دهیم. از آنجایی که مولکول‌های گزارش دهنده مختلف
در طول موج‌های متفاوت پاسخ‌دهی دارند می‌توان ساختاری طراحی کرد که زیست
مولکول‌های مختلف را در یک سیستم به‌کار گرفت.