Новая статья в "Applied Sciences"

1 октября 2019 года

Наноинженерия ГКР-активных подложек на основе самоорганизованных серебряных пленок с использованием электронно-лучевого испарения в вакууме. 

Спектроскопия гигантского комбинационного рассеяния (ГКР) десятилетиями интенсивно изучалась в качестве возможного решения в области аналитической химии и биосенсорики. Существенные исследования были посвящены разработке усиливающих сигнал ГКР-активных подложек на основе полунепрерывных наноструктурированных пленок серебра и золота либо агломератов микро- и наночастиц в растворе. 

В данной работе мы демонстрируем спектры миоглобина высокой амплитуды, осажденного из растворов со сверхнизкой концентрацией (ниже 10 мкг/мл) на непрерывных самоорганизующихся серебряных пленках, полученных с помощью электронного испарения. Мы зафиксировали усиление комбинационного сигнала в 100000 раз с помощью специально разработанных ГКР-активных субстратов по сравнению с контрольными образцами. ГКР-активные подложки сформированы с помощью электронно-лучевого осаждения тонких пленок серебра с хорошо контролируемой морфологией наноструктурированной поверхности. Характерные размеры элементов морфологии варьируются в диапазоне от нескольких до десятков нанометров. Используя оптическую конфокальную микроскопию, мы демонстрируем, что белки образуют однотипные структуры на поверхности самоорганизующейся серебряной пленки, что приводит к эффективному усилению сигнала гигантского комбинационного рассеяния. Мы исследовали различные морфологии поверхностей ГКР-активных подложек с помощью атомно-силовой микроскопии (АСМ) в сочетании с глубоким анализом данных в программном обеспечении Gwyddion и ряда методов машинного обучения. На основании этих результатов мы определили наиболее значимые паттерны морфологии пленки и параметры технологического процесса осаждения пленки для получения спектров ГКР с наибольшей амплитудой. Кроме того, мы демонстрируем возможность автоматического выбора подходящих параметров морфологии пленки для получения высокоамплитудных спектров. Разработанное программно-алгоритмическое обеспечение использовано для автоматического анализа изображений атомно-силовой микроскопии и интеллектуальной оптимизации процессов наноинженерии ГКР-активных подложек.

Ирина Богинская, Марина Седова, Александр Бабурин, Константин Афанасьев, Александр Зверев, Владимир Ечеистов, Виталий Рыжков, Илья Родионов, Богдан Тонанайский, Илья Рыжиков, Андрей Лагарков


SERS-Active Substrates Nanoengineering Based on e-Beam Evaporated Self-Assembled Silver Films

Irina Boginskaya, Marina Sedova, Aleksandr Baburin, Konstantin Afanas’ev, Alexander Zverev, Vladimir Echeistov, Vitaly Ryzhkov, Ilya Rodionov, Bogdan Tonanaiskii, Ilya Ryzhikov, Andrey Lagarkov

Applied Sciences, Volume 9, Issue 19, 10.3390/app9193988

https://www.mdpi.com/2076-3417/9/19/3988

Все новости