آشكارسازي مولكولي ژلاتين و مقايسه اثر نقره و طلا در بهبود سيگنال رامان آن

Molecule Detection of Gelatin and Comparison the Effect of Silver and Gold on Gelatin Raman Enhancement

مقدمه روش پراكندگي رامان بهبود يافته سطحي ([1]SERS)، يكي از روش هاي كارآمد براي شناسايي مقادير اندك و حتي شناسايي تك مولكول است. طيف سنجي رامان به كمك سطوح فلزي زبر مي تواند براي شناسايي مقادير اندك مواد گوناگون به كار گرفته شود. با قرار گرفتن گونه هاي مختلف در نزديكي سطح فلز و جذب فيزيكي آن ها روي سطح فلزي به علت برهم كنش ميان پلاسمون هاي سطحي فلز و ارتعاش هاي مولكولي گونه ها، شدت سيگنال رامان افزايش مي يابد. ژلاتين نيز يكي از پرمصرف ترين مواد پروتييني كلوييدي در صنايع غذايي، دارويي، پزشكي و نظامي است كه براي شناسايي اين ماده مي توان استفاده از تكنيك SERS را پيشنهاد كرد. روش بررسي در اين مطالعه تجربي، محلول كلوييدي نقره و محلول كلوييدي طلا ساخته شدند و با استفاده از روش قطره افشان با چكاندن محلول كلوييدي نقره و محلول كلوييدي طلا بر روي زيرلايه هاي شيشه اي مجزا، بستر هاي پلاسمونيكي ساخته شدند. در نهايت، با استفاده از اين بسترهاي پلاسمونيكي و طيف سنجي رامان، بهبود سيگنال رامان ارتعاش هاي مولكولي ژلاتين بررسي شدند و در ادامه بسترهاي پلاسمونيكي نقره و طلا از نظر آشكارسازي ارتعاش هاي مولكولي ژلاتين مقايسه شدند. يافته ها قله پلاسموني نانوذرات نقره و نانوذرات طلا به ترتيب در حدود410 نانومتر و520 نانومتر و مشاهده ساختار FCC در مشخصه يابي XRD آن ها، تشكيل نانوذرات نقره و نانوذرات طلا را تاييد كرد. قله پلاسموني طيف خاموشي بسترهاي پلاسمونيكي نقره و بسترهاي پلاسمونيكي طلا به ترتيب حدود 442 نانومتر و 553 نانومتر مشاهده شد. تصوير ميكروسكوپ الكتروني گسيل ميداني (FESEM) بسترهاي پلاسمونيكي نشان مي دهد كه تعداد زيادي از ذرات نقره اندازه بين 1400 تا 1500 نانومتر و تعداد زيادي از ذرات طلا اندازه بين 1300 تا 1400 نانومتر دارند. زبري كه براي بسترهاي پلاسمونيكي طلا و نقره در تصوير ميكروسكوپ نيروي اتمي (AFM) مشاهده مي شود، به پراكندگي نور از نقاط زبر كمك مي كند. با قرار دادن مولكول ژلاتين روي بسترهاي پلاسمونيكي نقره و يا طلا به دليل تشديد پلاسمون هاي سطحي نانوذرات كوچك تر و پراكندگي نور از نانوذرات بزرگ تر نقره يا طلا، ارتعاش هاي مولكول ژلاتين تقويت شوند و شدت طيف SERS اين دو بستر در مقايسه با شدت طيف رامان آن ها افزايش مي يابد. نتيجه گيري در طيف سنجي رامان، بسترهاي پلاسمونيكي كه با نانوذرات و ذرات بزرگ تر نقره و طلا پوشش داده شده اند، مورد توجه هستند و سيگنال رامان ارتعاش هاي مولكولي ژلاتين را به دليل تشديد پلاسمون هاي سطحي نانوذرات نقره و نانوذرات طلا و پراكندگي نور از ذرات بزرگ تر نقره و طلا تقويت مي كنند. با كاهش غلظت ژلاتين حكاكي شده روي بسترهاي پلاسمونيكي به دليل كاهش تعداد ارتعاش هاي مولكولي، سيگنال رامان نيز تضعيف مي شود كه با افزايش ميزان زبري سطح بسترهاي پلاسمونيكي مي توان سيگنال رامان را به دليل افزايش ميزان پراكندگي نور از مراكز زبر افزايش داد. در نتيجه با افزايش ميزان پراكندگي نور از خود منجر به بهبود سيگنال مي شوند. نتايج رامان به دست آمده نشان مي دهد كه بسترهاي پلاسمونيكي حاصل از نانوذرات نقره و نانوذرات طلا با روش هاي توسعه يافته نتايج اميدوار كننده اي را براي مطالعات مبتني بر SERS نشان مي دهد و مي تواند منجر به توسعه نانوحسگرها شود.

No abstract