Наноструктурированные материалы на основе серебра для биомедицинской диагностики методом гигантского комбинационного рассеяния

• Автор: Семенова, Анна Александровна
• Шифр специальности: 02.00.21, 02.00.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 199 с. : ил.

Оглавление
Введение.

1. Литературный обзор

1.1. Оптические свойства наноструктур на основе серебра.

1.1.1. Плазмонный резонанс и моделирование оптических свойств наночастиц различной морфологии.

1.1.2. Основные физические принципы гигантского комбинационного рассеяния.

1.2. Методы получения наночастиц серебра и наноструктурированных материалов на их основе.

1.2.1. Химические методы

1.2.2. Физические методы

1.2.3. Методы зелной химии.

1.2.4. Методы нанесения наноструктурированных покрытий на основе серебра.

1.2.5. Методы получения серебросодержащих композитов
1.3. Биологические и медицинские применения спектроскопии гигантского комбинационного рассеяния
1.4. Заключение.
2. Экспериментальная часть.
2.1. Методы получения материалов
2.2. Методы исследования материалов.
3. Обсуждение результатов
3.1. Оптимизация методик получения наноматериалов на основе серебра.
3.2. Исследование физикохимических процессов, протекающих при старении коллоидных растэоров серебра
3.3. Разработка новых методов синтеза наноструктурированных материалов на основе серебра
3.4. Исследование токсичности наноматериалов.
3.5. Разработка методик гигантского комбинационного рассеяния на биологических объектах
3.6. Выводы
Список литературы


Так, для нанокуба размером нм наблюдается сдвиг наиболее интенсивной полосы в более длинноволновую область спектра, по сравнению со сферой. Такое смещение обусловлено накоплением поверхностных зарядов в вершинах куба и, 8 целом, наблюдается для любых частиц, имеющих острые вершины. В таких системах увеличение разделения зарядов уменьшает скорость релаксации электронных колебаний, что, в свою очередь, приводит к сдвигу резонансного пика в область с более низкими энергиями. Похожие эффекты наблюдаются для НЧС 8 форме тетраэдра рис. Эффективные сечения рассеяния таких частиц меньше в виду другой симметрии и меньшего объема. В случае анизотропных наночастиц разделение зарядов увеличивается в случае поляризации вдоль длинной оси, поэтому наблюдается еще более сильный сдвиг полос ППР таких частиц в длинноволновую область по сравнению с изотропными частицами. Симметрия частиц определяет интенсивность дипольных резонансов. Так, для треугольной пластинки с усеченными вершинами или для НЧ в виде диска полосы ППР имеют большую интенсивность, по сравнению с треугольной пластинкой в силу более высокой симметрии рис. Дипольные резонансы НЧС в виде дисков расположены в более коротковолновой области, по сравнению с НЧС 8 виде треугольных пластинок изза отсутствия острых вершин рис. Рис. ППР возрастает с повышением симметрии частицы, 3 количество полос ППР определяется числом направлений поляризации наноструктуры . Явление гигантского комбинационного рассения ГКР1 заключается в усилении сигнала комбинационного рассеяния молекулы аналита вблизи поверхности металлов, обладающих плазмонным резонансом . Эффект ГКР впервые был зарегистрирован Флсйшманом в году, который наблюдал аномальное на тот момент усиление КРсигнала пиридина, адсорбированного на серебряном электроде . Авторы связали этот эффект с увеличением площади поверхности электрода в результате создания шероховатостей, следовательно, большим количеств молекул пиридина, адсорбированных на его поверхности. Однако уже в году две группы ученых, Жанмари Ван Дайн и Альбрехт Крайтон , независимо друг от друга показали, что усиление не связано с повышением концентрации аналита, т. На протяжении почти лет механизм процесса ГКР остается предметом интенсивных обсуждений, которые не завершены и до сих пор. В настоящее время существует две основные теории, объясняющие усиление, электромагнитная, заключающаяся в увеличении локального электромагнитного поля вблизи поверхности наночастицы, и химическая, связанная с явлением взаимодействия аналита с плазмонными наночастицами , , . Вклад электромагнитной составляющей в общий коэффициент усиления сигнала КР составляет порядка , в то время как вклад химической составляющей 2 5. В рамках механизма химического усиления подразумевается, что между аналитом и поверхностью металла происходит образование связи , . В результате образования новых возбужденных состояний комплекса молекула металл становится возможным перенос заряда электронов или дырок от поверхности металлической частицы к анзлиту, и увеличивается поляризуемость молекулы . В англоязычной литературе явление ГКР называют от англ. ВЗМО или низшую свободную молекулярную орбиталь НСМО хемосорбированной молекулы рис. В данном приближении важным фактором является энергия ВЗМО и НСМО по отношению к уровню Ферми металла. Если НСМО расположена слишком высоко по энергии от уровня Ферми или наоборот, ВЗМО находится слишком низко, перенос возбужденных электронов или дырок от металла к молекуле становится невозможен. Взаимодействие между металлом и молекулой наиболее эффективно в случае, если энергетический зазор между ВЗМО и НСМО находится в резонансе с длиной волны возбуждающего излучения, и орбитали ВЗМО и НСМО расположены симметрично относительно уровня Ферми металла 9. Рис. Схема относительных энергетических уровней при генерации электроннодырочной пары в результате возбуждения поверхностных плазмонов в металле по отношению к ВЗМО и НСМО хемисорбированной молекулы . Для объяснения электромагнитного механизма ГКР используется модель металлической сферы.