قياسات تشتت رامان المعززة بالسطح أحادية الجزيء التي تم تمكينها بواسطة الهوائيات النانوية لأوريغامي الحمض النووي البلازموني

يهدف بحثنا إلى تطوير أدوات جديدة للكشف عن الجزيئات المفردة عن طريق تشتت أو مصدر رامان المعزز بالسطح. هذه هي التقنية الوحيدة التي توفر بصمة كيميائية للجزيء وهي حساسة بما يكفي للكشف عن الجزيئات المفردة. بهذه الطريقة ، يمكن الحصول على معلومات ميكانيكية مفصلة حول التفاعلات الكيميائية.

تم استخدام الهياكل النانوية لأوريغامي الحمض النووي لتحديد موضع كل من الجسيمات النانوية البلازمونية والجزيئات المستهدفة بدقة. وهذا مطلوب لأن تشتت رامان المعزز ينشأ من حجم نانومتري صغير بين الجسيمات النانوية التي نسميها النقاط الساخنة. وقد أنشأنا الآن هوائيا نانويا جديدا للحمض النووي البلازموني ، لهذا الغرض بالضبط.

يتمثل التحدي الرئيسي في وضع الجزيئات المستهدفة في مثل هذه النقاط الساخنة بين جسيمين نانويين وجمع بيانات رامان من بنية هوائي نانوي واحدة بالضبط. لجمع كميات كبيرة من البيانات والارتباط الفعال بين مجهر القوة الذرية ، يجب إجراء مطيافية رامان. تسمح هوائيات أوريغامي الحمض النووي البلازمونية النانوية بإنتاج قابل للتكرار لعدد كبير من الثنائيات البلازمونية حيث يتم وضع الجزيء المستهدف بدقة بين الجسيمات النانوية في النقطة الساخنة.

ومن خلال الارتباط بين بيانات AFM و Raman ، يمكننا الآن التأكد من وجود جزيء واحد فقط تم اكتشافه. الآن يمكننا تتبع الجزيئات المفردة مثل جزيئات الصبغة أو البروتينات في الوقت الفعلي ، وسلوكها في النقاط الساخنة وردود فعلها على التغيرات الكيميائية في البيئة. على سبيل المثال ، تم مؤخرا رصد تغيير حالة الدوران للجزيئات البشرية المفردة.

في المستقبل ، نهدف إلى مراقبة التفاعلات الكيميائية على المستوى الجزيئي الفردي ودراسة آليات تفاعلها. بالإضافة إلى ذلك ، يمكننا استخدام هذه التقنية للكشف عن الجزيئات الحيوية ذات الصلة طبيا بحساسية عالية جدا.