Der Autor dankt Prof. Y. Ozaki (Kwansei Gakuin University) und Dr. T. Itoh (National Institute of Advanced Industrial Science and Technology) für ihre fruchtbare Diskussionen dieser Arbeit. Diese Arbeit wurde vom Ministerium für Bildung, Kultur, Sport, Wissenschaft und Technologie (Nr. 16 K 05671) von KAKENHI (Beihilfe für wissenschaftliche Forschung C) unterstützt.

1. die Probenvorbereitung
<ol><li>
Vorbereitung von kolloidalem Silber-Nanopartikeln 20<ol>
<li>Um kolloidales Silber-Nanopartikeln zu fabrizieren, lösen Sie 0,030 g Silbernitrat und 0,030 g Trinatrium Citrat Dihydrat in 150 mL Wasser in einen 200-mL Rundboden-Kolben.</li>
		<li>Kombinieren Sie die Flasche mit einem Reflux (Dimroth) Kondensator.</li>
		<li>Rühren Sie die Lösung in die Flasche mit einem magnetischen Rührer und rühren. Dann Hitze rühren Lösung in die Küvette in einem Ölbad bei 150 ° C für 60 min. Hinweis: Die Lösung leuchtet gelb, dann milchig grau.</li>
		<li>Kühlen Sie die Federung bei Raumtemperatur ab, und halten Sie die Aufhängung in die Küvette mit Alu-Folie im Kühlschrank abgedeckt. Hinweis: Das Protokoll kann an dieser Stelle angehalten werden. Verwenden Sie die kolloidale Nanopartikel nach Lagerung im Kühlschrank, innerhalb eines Monats.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Vorbereitung der Probe für mehrfarbige blinkende emission 11<ol>
<li>Um einen Objektträger bereit, eine Glasplatte mit Seife per hand waschen und mit Wasser abspülen.</li>
		<li>Die Glasplatte 0,1 % Poly-L-Lysin wässriger Lösung hinzu, und entfernen Sie die Lösung mit einem Gebläse.</li>
		<li>Die Glasplatte Silber kolloidalen Suspension hinzu, und entfernen Sie die Aufhängung mit einem Gebläse.</li>
		<li>Fügen Sie einen Dropdown-Bereich auf der Glasplatte mit einem flüssigen Blocker Stift.</li>
		<li>Tropfen Sie destilliertes Wasser auf der Glasplatte, und bedecken Sie es mit einem anderen Glasplatte auf einen Objektträger zu schaffen und verhindern, dass Wasser verdunstet.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Vorbereitung der Probe für monotone farbigen blinkenden SERS 7 , 8 , 9 , 10<ol>
<li>Um einen Objektträger bereit, eine Glasplatte mit Seife per hand waschen und mit Wasser abspülen.</li>
		<li>Mischen Sie silberne kolloidale Suspension mit Thiacyanine oder Thiacarbocyanine Farbstoff (25 oder 4 µM, beziehungsweise) und eine wässrige Lösung von NaCl (10 mM) in einem Volumenverhältnis von 2:1:1.</li>
		<li>Fallen Sie die Probe-Suspension auf der Glasplatte, und entfernen Sie die Aufhängung mit einem Gebläse.</li>
		<li>Fügen Sie einen Dropdown-Bereich auf der Glasplatte mit einem flüssigen Blocker Stift.</li>
		<li>Legen Sie eine wässrige Lösung von NaCl (1 M) auf der Glasplatte, die Silber-Nanopartikel zu immobilisieren, und bedecken Sie es mit einem anderen Glasplatte zum Erstellen einer Mikroskop-Gleitplatte und verhindern, dass die Lösung verdunstet.</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. Beobachtung von Silber-Nanopartikeln zu blinken
<ol><li>
Beleuchtung der Probe
	<ol>
<li>Legen Sie die Probe Glasplatte mit Protokoll 1,2 oder 1,3 auf der Bühne von einem inversen Mikroskop zubereitet.</li>
		<li>Beleuchten Sie die Probe Glasplatte mit weißem Licht durch ein Dunkelfeld Kondensor und Fokus auf verschiedenen farbigen Flecken (blau, grün, gelb und rot) auf der Glasplatte mit einem Objektiv (60 X).</li>
		<li>Beleuchten Sie die Probe Glasplatte mit eine abgeschwächte Strahl, geliefert in einem Winkel von 30° im Verhältnis zu der Oberfläche der Probe aus einem Diodenlaser gepumpten Festkörperlaser (DPSS) Dauerstrich-(cw) durch ein Interferenzfilter.</li>
		<li>Laser-Beleuchtung verwenden, um die silberne Nanoaggregates als eintönig farbige Flecken in einer gleichfarbigen Umgebung zu beobachten, verschieben Sie der Laserbereich Beleuchtung in den Mittelpunkt der Ansicht, und konzentrieren Sie sich auf die Flecken auf der Glasplatte durch Anpassen der Bühne in Z-Richtung.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Beobachtung von blinken
	<ol>
<li>Fügen Sie einen lang-Pass-Filter nach der Objektivlinse und beleuchten Sie die Probe Glasplatte mit einem DPSS cw-Laserstrahl in einem Winkel von 30° gegenüber der Probenoberfläche durch ein Interferenzfilter geliefert.</li>
		<li>Finden Sie das Blinken Flecken, wie in Abbildung 1 dargestellt (siehe auch Abbildung S1 in das ergänzende Material) von der Bühne in x- und y-Richtung verschieben.</li>
		<li>Videoaufnahme der blinkenden Spots mit der inversen Mikroskop, gekoppelt mit einer gekühlten kostenlos – Coupled Digitalgerät (CCD) Kamera, die eine zeitlichen Auflösung von 61-120 ms hat, für 20 Minuten.</li>
	</ol>
</li>
</ol>3. Analyse der SERS blinkt
<ol><li>
Ableitung der zeitliche Verlauf von video
	<ol>
<li>In der Software steuert, dass die CCD-Kamera, die video-Datei zu öffnen.</li>
		<li>Wenn die blinkende Flecken und dunklen Bereich auswählen möchten, ziehen Sie Bereiche, die separat Regionen mit und ohne Flecken im Videobild zu decken.</li>
		<li>Um die blinkende Flecken und dunkle Bereiche im Video Signal Intensität Zeitprofile abgeleitet, wählen Sie Zeitliche Analyse Analyse, und klicken Sie auf berechnen im Fenster Zeitliche Analyse .</li>
		<li>Speichern Sie die Daten als Textdatei.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Analyse der das Zeitprofil
	<ol>
<li>Glätten Sie einen Überblick über den zeitlichen Verlauf durch Subtraktion der zeitliche Verlauf von den dunklen Bereich und/oder Armatur mit eine Polynomfunktion, wie in den Abbildungen 2A und 2 bdargestellt.</li>
		<li>Bewerten Sie eine gemittelte Baseline-Intensität, die besteht aus ca. 2000 Punkte ichbaseund einer Standardabweichung von Baseline Intensitäten, σ, wie in den Figuren 2 und 2Ddargestellt.</li>
		<li>Dunklen Ereignissen mit größerer Intensität als ein Schwellenwert von ichbase + 3σ unterscheiden Sie hellen Ereignisse, und notieren Sie die Dauer der jeweiligen Veranstaltung. In Abbildung 3, z. B. Aufzeichnen der Veranstaltung von 0 bis 3.5476 s als das dunkle Ereignis (mit einer Laufzeit von t = 3.5476 s), und notieren Sie das Event vom 3.5476 bis 4.0981 s als helles Ereignis (mit einer Laufzeit von t = 0.5505 s). Wiederholen Sie Vorgang, wie in Tabelle 1dargestellt.</li>
		<li>Die Anzahl der hellen und dunklen Ereignisse für jede Dauer ausgedrückt in die erste und zweite Zeile der Tabelle 2.</li>
		<li>Addieren Sie die Anzahl der Ereignisse für jede Dauer, außer bei Veranstaltungen kürzer als Dauer t. Ausgedrückt in den zweiten und dritten Zeilen der Tabelle 2Summe zum Beispiel die Anzahl der Ereignisse für jede Dauer (außer bei Veranstaltungen für t = 0.0612 s) als 41 + 18 + 9 +...; Das Ergebnis ist gleich die Summe für t = 0.1223 s, d. h. 103.</li>
		<li>Unterteilen Sie die Summierungen von jeder Dauer und normalisieren sie. Wie in Tabelle 2angegeben, z. B. Teilen Sie die Summe für die Dauer t = 0.0612 s durch die Dauer 0.0612 s. Das Ergebnis ist 3,351.5791. Teilen Sie das Ergebnis dann durch die Summe der Ergebnisse in die vierte Zeile in Tabelle 2. Die Wahrscheinlichkeitsverteilung wird abgeleitet, um 0.64494 zu sein.</li>
		<li>Die Wahrscheinlichkeitsverteilungen für die hellen Ereignisse Pauf(t) gegen ihre Dauer t in einem Logarithmus-Logarithmus Graphen Plotten, und Log10Ppassenauf(t) durch Log10 (<img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/56729/56729eq1.jpg">), die Kraft Gesetz Exponent αauf für eine bestimmte Stelle blinkt abzuleiten. Wenn Pauf(t), durch ausgestattet ist <img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/56729/56729eq1.jpg"> </img>, der Anpassungslinie weicht von den Parzellen bei kleinen Werten von Pauf(t), wie gezeigt durch die gestrichelte Linie in Abbildung 4A.</li>
		<li>Die Wahrscheinlichkeitsverteilungen für dunklen Ereignisse Paus(t) gegen ihre Dauer t in einem Logarithmus-Logarithmus Graphen Plotten, und Log10Paus(t) von Log10(passen <img alt="Equation 3" src="/files/ftp_upload/56729/56729eq3.jpg"> , die Kraft Gesetzes Exponent αaus und die Trunkierung Zeit τ aus der gleichen blinken vor Ort abzuleiten. Wenn Paus(t), durch ausgestattet ist <img alt="Equation 3" src="/files/ftp_upload/56729/56729eq3.jpg"> </img>, die angepasste Kurve weicht von den Parzellen bei kleinen Werten von Paus(t).</li>
		<li>Wiederholen Sie 3.2.1 zu 3.2.8 für die anderen blinkende Punkte im Video.</li>
	</ol>
</li>
</ol>

<ol>
	<li>Qian, X. M., Nie, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Single-molecule+and+single-nanoparticle+SERS:+from+fundamental+mechanisms+to+biomedical+applications.">Single-molecule and single-nanoparticle SERS: from fundamental mechanisms to biomedical applications.</a> Chem. Soc. Rev. 37, 912-920 (2008).</li><li>Pieczonka, N. P. W., Aroca, R. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Single+molecule+analysis+by+surfaced-enhanced+Raman+scattering.">Single molecule analysis by surfaced-enhanced Raman scattering.</a> Chem. Soc. Rev. 37, 946-954 (2008).</li><li>Kneipp, J., Kneipp, H., Kneipp, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=SERS+-a+single-molecule+and+nanoscale+tool+for+bioanalytics.">SERS -a single-molecule and nanoscale tool for bioanalytics.</a> Chem. Soc. Rev. 37, 1052-1060 (2008).</li><li>Kitahama, Y., Ozaki, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Analysis+of+blinking+SERS+by+a+power+law+with+an+exponential+function.">Analysis of blinking SERS by a power law with an exponential function.</a> Frontiers of Surface-Enhanced Raman Scattering: Single-Nanoparticles and Single Cells. , (2014).</li><li>Kitahama, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Truncated+Power+Law+Analysis+of+Blinking+SERS.">Truncated Power Law Analysis of Blinking SERS.</a> Frontiers of Plasmon Enhanced Spectroscopy Volume 1 (ACS Symposium series Vol. 1245). , (2016).</li><li>Bizzarri, A. 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Phys. 13, 7439-7448 (2011).</li><li>Kitahama, Y., Tanaka, Y., Itoh, T., Ozaki, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Analysis+of+excitation+laser+intensity+dependence+of+blinking+SERRS+of+thiacarbocyanine+adsorbed+on+single+silver+nanoaggregates+by+using+a+power+law+with+an+exponential+function.">Analysis of excitation laser intensity dependence of blinking SERRS of thiacarbocyanine adsorbed on single silver nanoaggregates by using a power law with an exponential function.</a> Chem. Commun. 47, 3888-3890 (2011).</li><li>Kitahama, Y., Enogaki, A., Tanaka, Y., Itoh, T., Ozaki, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Truncated+power+law+analysis+of+blinking+SERS+of+thiacyanine+molecules+adsorbed+on+single+silver+nanoaggregates+by+excitation+at+various+wavelengths.">Truncated power law analysis of blinking SERS of thiacyanine molecules adsorbed on single silver nanoaggregates by excitation at various wavelengths.</a> J. Phys. Chem. C. 117, 9397-9403 (2013).</li><li>Kitahama, Y., Araki, D., Yamamoto, Y. S., Itoh, T., Ozaki, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Different+behaviour+of+molecules+in+dark+SERS+state+on+colloidal+Ag+nanoparticles+estimated+by+truncated+power+law+analysis+of+blinking+SERS.">Different behaviour of molecules in dark SERS state on colloidal Ag nanoparticles estimated by truncated power law analysis of blinking SERS.</a> Phys. Chem. Chem. Phys. 17, 21204-21210 (2015).</li><li>Kitahama, Y., Nagahiro, T., Tanaka, Y., Itoh, T., Ozaki, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Analysis+of+blinking+from+multicoloured+SERS-active+Ag+colloidal+nanoaggregates+with+poly-L-lysine+via+truncated+power+law.">Analysis of blinking from multicoloured SERS-active Ag colloidal nanoaggregates with poly-L-lysine via truncated power law.</a> J. Raman. Spectrosc. 48, 570-577 (2017).</li><li>Habuchi, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Single-Molecule+Surface+Enhanced+Resonance+Raman+Spectroscopy+of+the+Enhanced+Green+Fluorescent+Protein.">Single-Molecule Surface Enhanced Resonance Raman Spectroscopy of the Enhanced Green Fluorescent Protein.</a> J. Am. Chem. Soc. 125, 8446-8447 (2003).</li><li>Weiss, A., Haran, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Time-Dependent+Single-Molecule+Raman+Scattering+as+a+Probe+of+Surface+Dynamics.">Time-Dependent Single-Molecule Raman Scattering as a Probe of Surface Dynamics.</a> J. Phys. Chem. B. 105, 12348-12354 (2001).</li><li>Emory, S. R., Jensen, R. 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A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Super-resolution+imaging+of+SERS+hot+spots.">Super-resolution imaging of SERS hot spots.</a> Chem. Soc. Rev. 43, 3854-3864 (2014).</li><li>Dieringer, J. A., Lettan, R. B., Scheidt, K. A., Van Duyne, R. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Frequency+Domain+Existence+Proof+of+Single-Molecule+Surface-Enhanced+Raman+Spectroscopy.">A Frequency Domain Existence Proof of Single-Molecule Surface-Enhanced Raman Spectroscopy.</a> J. Am. Chem. Soc. 129, 16249-16256 (2007).</li><li>Cichos, F., von Borczyskowski, C., Orrit, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Power-law+intermittency+of+single+emitters.">Power-law intermittency of single emitters.</a> Curr. Opin. Colloid Interface Sci. 12, 272-284 (2007).</li><li>Tang, J., Marcus, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanisms+of+fluorescence+blinking+in+semiconductor+nanocrystal+quantum+dots.">Mechanisms of fluorescence blinking in semiconductor nanocrystal quantum dots.</a> J. Chem. Phys. 123, 054704 (2005).</li><li>Lee, P. C., Meisel, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Adsorption+and+surface-enhanced+Raman+of+dyes+on+silver+and+gold+sols.">Adsorption and surface-enhanced Raman of dyes on silver and gold sols.</a> J. Phys. Chem. 86, 3391-3395 (1982).</li><li>Krichevsky, O., Bonnet, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fluorescence+correlation+spectroscopy:+the+technique+and+its+applications.">Fluorescence correlation spectroscopy: the technique and its applications.</a> Rep. Prog. Phys. 65, 251-297 (2002).</li><li>Hess, S. T., Huang, S., Heikal, A. A., Webb, W. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biological+and+Chemical+Applications+of+Fluorescence+Correlation+Spectroscopy:+A+Review.">Biological and Chemical Applications of Fluorescence Correlation Spectroscopy: A Review.</a> Biochemistry. 41, 697-705 (2002).</li></ol>

Der Autor hat nichts preisgeben.

Von der Kreuzung Silber Nanoaggregate wird SERS ausgegeben. Wir müssen also bereiten Sie Nanoaggregates anstatt kolloidale Nanopartikel, die mit Citrat Anionen bedeckt sind. Silber Aggregate werden durch das Einsalzen, Effekt, der durch die Zugabe von Poly-L-Lysin, die NH -3+ und ist der Ursprung der SERS, geformt oder Na+ Kationen aus NaCl, wie in Abbildung S2 des zusätzlichen Materials dargestellt. Darüber hinaus wird zur Beleuchtung der vielen Stellen in den weiten ...

Oberfläche-enhanced Raman-Streuung (SERS) ist hochsensiblen Raman-Spektroskopie von einer edlen Metall-Oberfläche. Da das Raman-Spektrum detaillierte Informationen über molekulare Struktur basierend auf den scharfen Peak-Positionen durch die Schwingungs-Modi von funktionellen Gruppen in den Molekülen liefert kann die Informationen eines einzelnen Moleküls auf einer Metalloberfläche untersucht werden Verwendung von SERS1,2,3. Aus einem silbernen Nanoaggregate mit einem adsorptiv Einzelmolekül-Ebene wird ein Blinksignal1,2,3,4,5,6, beobachtet. 7 , 8 , 9 , 10 , 11 , 12 , 13 , 14 , 15 , 16und das Spektrum schwankt1,2,3,4,5,6,7,8, 9,10,11,12,13,14. Blinken kann durch ein einzelnes Molekül induziert werden, die nach dem Zufallsprinzip innerhalb und außerhalb eine verbesserte elektromagnetischen (EM) Feld an einer Kreuzung nanometergroßen Silber Nanoaggregate bewegt. Daher gilt das Blinken einfache Beweise für die Einzelmolekül-Erkennung, verglichen mit einer Technik, die mit einer Poisson-Verteilung von SERS Intensität und eine Bi-Analyt2,3,17. Die detaillierten Mechanismen des blinkenden und schwankenden Spektrums, das molekulare Verhalten auf der Ag-Oberfläche stark abhängen kann, sind jedoch nach wie vor umstritten.
In früheren Studien wurde blinken SERS analysiert mithilfe der Autokorrelationsfunktion, die die Diffusionskoeffizienten und Konzentration der Moleküle, die eine verbesserte EM Feld12,13,14 zunehmenden berechnen können . Darüber hinaus hat der zeitliche Verlauf der Signal-15eine normalisierte Standardabweichung Punktzahl, die Instabilität in die Gesamtintensität darstellt, abgeleitet. Jedoch können diese analytische Ansätze auf das Verhalten von wenigen Molekülen beruhen. Im Gegensatz dazu kann in eine super-Resolution Imaging blinkender SERS, Einzelmolekül-Verhalten in einem erweiterten EM-Feld identifizierten16sein. Allerdings können diese Techniken solche Parameter nur in einer erweiterten EM-Feld erhalten. Das zufällige Verhalten eines einzelnen Moleküls in einem weiten Bereich (z. B. in SERS blinkt) kann als ein Potenzgesetz, anstatt eine durchschnittliche4,5,6,7,8 dargestellt werden ,9,10,11, ähnlich wie blinkende Fluoreszenz aus einem einzigen Halbleiter Quantum Dot (QD)18,19. Durch den Einsatz einer Kraft Gesetz Analyse4,5,6,7,8,9,10,11, molekulare Verhalten kann im hellen Zustand (in der erweiterten EM-Feld) und dunklen Zustand10geschätzt werden; Das heißt, kann das Verhalten des Moleküls Silber vollflächig geschätzt werden.
Für diese Technik sind Silber kolloidales Nanoaggregates verwendeten4,5,6,7,8,9,10,11. Diese Nanoaggregates zeigen verschiedene lokalisierte Oberflächen Plasmon-Resonanz (LSPR)-Bands, die stark verbesserte elektromagnetische Felder beeinflussen, wenn sie aufgeregt bei bestimmten Wellenlängen sind. So erhalten Sie sofort SERS-Active Silber Nanopartikel in kolloidalen Suspension und einige Daten vorhanden sind. Bei einfachen Nanostrukturen, die bestimmte Größen, Formen und Arrangements haben, kann die LSPR Abhängigkeit des SERS blinken andere Abhängigkeiten7verbergen; nämlich, wenn das gut oder schlecht Nanostruktur, LSPR verwendet wird, werden die Parameter konstant, und die anderen Abhängigkeiten werden daher ausgeblendet werden. Kraft Gesetzes Analyse wurde verwendet, um verschiedene Abhängigkeiten von der blinkenden SERS aus Silber kolloidales Nanoaggregates4,5,6,7,8, zu entdecken 9 , 10 , 11.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:639px;" width="638">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:227px;">Silver nitrate, 99.8%</td>
			<td style="width:83px;">Wako</td>
			<td style="width:119px;">194-00832</td>
			<td style="width:211px;"></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:227px;">Trisodium citrate dihydrate, 99. %</td>
			<td style="width:83px;">Wako</td>
			<td style="width:119px;">191-01785</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:227px;">Poly-L-lysine aqueous solution, 0.1%</td>
			<td style="width:83px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">P8920</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="116">
			<td height="116" style="height:116px;width:227px;">3,3&#39;-disulfopropylthiacyanine triethylamine</td>
			<td style="width:83px;">Hayashibara Biochemical Laboratories</td>
			<td style="width:119px;">NK-2703</td>
			<td>a kind of thiacyanine dyes</td>
		</tr>
		<tr height="116">
			<td height="116" style="height:116px;width:227px;">3,3&#39;-diethyl-5,5&#39;-dichloro-9-methylthiacarbocyanine iodine salt</td>
			<td style="width:83px;">Hayashibara Biochemical Laboratories</td>
			<td style="width:119px;">SMP-9</td>
			<td>a kind of thiacarobocyanine dyes</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:227px;">Sodium chloride, 99.5%</td>
			<td style="width:83px;">Wako</td>
			<td style="width:119px;">191-01665</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:227px;">Dimroth condenser</td>
			<td style="width:83px;">Iwaki</td>
			<td style="width:119px;">61-9722-22</td>
			<td>perchased from AS ONE</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:227px;">Magnetic stirrer</td>
			<td style="width:83px;">Corning</td>
			<td style="width:119px;">DC-420D</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:227px;">Oil bath</td>
			<td style="width:83px;">Advantech</td>
			<td style="width:119px;">OS-220</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:227px;">Glass plate</td>
			<td style="width:83px;">Matsunami</td>
			<td style="width:119px;">S-1112</td>
			<td>Microscope slide</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:227px;">Blower</td>
			<td style="width:83px;">Hozan</td>
			<td style="width:119px;">Z-288</td>
			<td>Air duster</td>
		</tr>
		<tr height="116">
			<td height="116" style="height:116px;width:227px;">Liquid blocker pen</td>
			<td style="width:83px;">Daido Sangyo</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:211px;">LIQUID BLOCKER (Super Pap Pen). Ready-to-use hydrophobic barrier pen designed for immunohistochemistry applications</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:227px;">Inverted microscope</td>
			<td style="width:83px;">Olympus</td>
			<td style="width:119px;">IX-70</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:227px;">Objective lens</td>
			<td style="width:83px;">Olympus</td>
			<td style="width:119px;">LCPlanFl 60&#215;</td>
			<td>NA 0.7</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:227px;">Dark field condenser</td>
			<td style="width:83px;">Olympus</td>
			<td style="width:119px;">U-DCD</td>
			<td style="width:211px;">NA 0.8&#8211;0.92</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:227px;">Cooled digital CCD camera</td>
			<td style="width:83px;">Hamamatsu</td>
			<td style="width:119px;">ORCA-AG</td>
			<td style="width:211px;">controlled by software Aqua Cosmos</td>
		</tr>
		<tr height="59">
			<td height="59" style="height:59px;width:227px;">Software for the cooled digital CCD camera</td>
			<td style="width:83px;">Hamamatsu</td>
			<td style="width:119px;">AquaCosmos</td>
			<td style="width:211px;">used for also derivation of the time-profiles from the blinking spots in the video&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:227px;">Color CCD camera</td>
			<td style="width:83px;">ELMO</td>
			<td style="width:119px;">TNC-C920</td>
			<td>not used for analysis</td>
		</tr>
		<tr height="59">
			<td height="59" style="height:59px;width:227px;">DPSS laser</td>
			<td style="width:83px;">RGB laser system</td>
			<td style="width:119px;">NovaPro532-75</td>
			<td style="width:211px;">&#955; = 532 nm; 
			60 mW (corresponds to a power density of 600 W/cm2)</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:227px;">Interference filter</td>
			<td style="width:83px;">Semrock</td>
			<td style="width:119px;">LL01-532-12.5</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:227px;">Long pass filter</td>
			<td style="width:83px;">Semrock</td>
			<td style="width:119px;">BLP01-532R-25</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="59">
			<td height="59" style="height:59px;width:227px;">Software for the distinguishment and counting of the bright/dark events</td>
			<td style="width:83px;">home-maid</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>programmed by C++</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:227px;">Software for the fitting by a power law</td>
			<td style="width:83px;">LightStone</td>
			<td style="width:119px;">Origin6.1</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

observation and analysis of blinking surface-enhanced raman scattering

Aus einem einzigen Molekül an eine silberne Nanoaggregate-Kreuzung wird blinkend Oberfläche-enhanced Raman-Streuung (SERS) beobachtet. Hier ist ein Protokoll zum Vorbereiten der SERS-Active präsentiert Silber Nanoaggregate, eine Video von bestimmten blinkenden Stellen im mikroskopischen Bild aufzeichnen und analysieren die blinkenden Statistiken. In dieser Analyse reproduziert ein Potenzgesetz Wahrscheinlichkeitsverteilungen für helle Veranstaltungen im Verhältnis zu ihrer Dauer. Die Wahrscheinlichkeitsverteilungen für dunklen Ereignisse sind durch ein Potenzgesetz mit einer Exponentialfunktion ausgestattet. Die Parameter des Kraft Gesetzes darstellen molekulare Verhalten in hellen und dunklen Staaten. Die Random-Walk-Modell und die Geschwindigkeit des Moleküls über die gesamte Silberoberfläche können geschätzt werden. Es ist schwer zu schätzen, auch bei Verwendung von Durchschnittswerten, Autokorrelation Funktionen und Höchstauflösung SERS Imaging. In Zukunft sollte Kraft Gesetz Analysen mit spectral imaging, kombiniert werden, da die Ursprünge des blinken von dieser Analysemethode allein nicht bestätigt werden können.

Aus der silbernen Nanoaggregates mit Poly-L-Lysin ausgearbeiteten Protokoll 1.2 sind mehrfarbige blinkende Spots von SERS und Oberfläche verbessert Fluoreszenz beobachtet, wie in Abbildung 111gezeigt. Im Gegensatz dazu wurden eintönige farbige blinkende Flecken von SERS mit der Farbstoffmoleküle ausgearbeiteten Protokoll 1.37,8,9,</sup...

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Observation and Analysis of Blinking Surface-enhanced Raman Scattering

Dieses Protokoll beschreibt die Analyse der blinkende Oberfläche-enhanced Raman Streuung durch die Irrfahrt eines einzelnen Moleküls auf einer silbernen Oberfläche mittels macht Gesetze.

Beobachtung und Analyse der Oberfläche-enhanced Raman-Streuung zu blinken

From a single molecule at a silver nanoaggregate junction, blinking surface-enhanced Raman scattering (SERS) is observed. Here, a protocol is presented on ...

observation-and-analysis-of-blinking-surface-enhanced-raman-scattering

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7.3K Aufrufe.  Kwansei Gakuin University. Dieses Protokoll beschreibt die Analyse der blinkende Oberfläche-enhanced Raman Streuung durch die Irrfahrt eines einzelnen Moleküls auf einer silbernen Oberfläche mittels macht Gesetze.

Serie: Observation and Analysis of Blinking Surface-enhanced Raman Scattering

A Filter-based Surface Enhanced Raman Spectroscopic Assay for Rapid Detection of Chemical Contaminants

We demonstrate a method to fabricate highly sensitive surface-enhanced Raman spectroscopic (SERS) substrates using a filter syringe system that can be applied to the detection of various chemical contaminants. Silver nanoparticles (Ag NPs) are synthesized via reduction of silver nitrate by sodium citrate. Then the NPs are aggregated by sodium chloride to form nanoclusters that could be trapped in the pores of the filter membrane. A syringe is connected to the filter holder, with a filter membrane inside. By loading the nanoclusters into the syringe and passing through the membrane, the liquid goes through the membrane but not the nanoclusters, forming a SERS-active membrane. When testing the analyte, the liquid sample is loaded into the syringe and flowed through the Ag NPs coated membrane. The analyte binds and concentrates on the Ag NPs coated membrane. Then the membrane is detached from the filter holder, air dried and measured by a Raman instrument. Here we present the study of the volume effect of Ag NPs and sample on the detection sensitivity as well as the detection of 10 ppb ferbam and 1 ppm ampicillin using the developed assay.

A procedure for fabrication and performing the filter-based surface enhanced Raman spectroscopic (SERS) assay for the detection of chemical contaminants (i.e., pesticide ferbam and antibiotic ampicillin) is presented.

Ein Filter-basierten oberflächenverstärkter Raman-spektroskopische Assay zum schnellen Nachweis von chemischen Verunreinigungen

We demonstrate a method to fabricate highly sensitive surface-enhanced Raman spectroscopic (SERS) substrates using a filter syringe system that can be ...

Forschung

Chemie

Preparation of Biopolymer Aerogels Using Green Solvents

Although the first reports on aerogels made by Kistler1 in the 1930s dealt with aerogels from both inorganic oxides (silica and others) and biopolymers (gelatin, agar, cellulose), only recently have biomasses been recognized as an abundant source of chemically diverse macromolecules for functional aerogel materials. Biopolymer aerogels (pectin, alginate, chitosan, cellulose, etc.) exhibit both specific inheritable functions of starting biopolymers and distinctive features of aerogels (80-99% porosity and specific surface up to 800 m2/g). This synergy of properties makes biopolymer aerogels promising candidates for a wide gamut of applications such as thermal insulation, tissue engineering and regenerative medicine, drug delivery systems, functional foods, catalysts, adsorbents and sensors. This work demonstrates the use of pressurized carbon dioxide (5 MPa) for the ionic cross linking of amidated pectin into hydrogels. Initially a biopolymer/salt dispersion is prepared in water. Under pressurized CO2 conditions, the pH of the biopolymer solution is lowered to 3 which releases the crosslinking cations from the salt to bind with the biopolymer yielding hydrogels. Solvent exchange to ethanol and further supercritical CO2 drying (10 - 12 MPa) yield aerogels. Obtained aerogels are ultra-porous with low density (as low as 0.02 g/cm3), high specific surface area (350 - 500 m2/g) and pore volume (3 - 7 cm3/g for pore sizes less than 150 nm).

A new way for the production of biopolymer-based aerogels by carbon dioxide (CO2) induced gelation is shown. The technique utilizes pressurized carbon dioxide (5 MPa) for the production of biopolymer hydrogels and supercritical CO2 (12 MPa) to convert gels into aerogels. The only solvents needed besides CO2 are water and ethanol.

Herstellung von Biopolymer Aerogele unter Verwendung der grünen Lösungsmittel

Although the first reports on aerogels made by Kistler1 in the 1930s dealt with aerogels from both inorganic oxides (silica and others) and biopolymers ...

Measurement of Particle Size Distribution in Turbid Solutions by Dynamic Light Scattering Microscopy

A protocol for measuring polydispersity of concentrated polymer solutions using dynamic light scattering is described. Dynamic light scattering is a technique used to measure the size distribution of polymer solutions or colloidal particles. Although this technique is widely used for the assessment of polymer solutions, it is difficult to measure the particle size in concentrated solutions due to the multiple scattering effect or strong light absorption. Therefore, the concentrated solutions should be diluted before measurement. Implementation of the confocal optical component in a dynamic light scattering microscope1 helps to overcome this barrier. Using such a microscopic system, both transparent and turbid systems can be analyzed under the same experimental setup without a dilution. As a representative example, a size distribution measurement of a temperature-responsive polymer solution was performed. The sizes of the polymer chains in an aqueous solution were several tens of nanometers at a temperature below the lower critical solution temperature (LCST). In contrast, the sizes increased to more than 1.0 &#181;m when above the LCST. This result is consistent with the observation that the solution turned turbid above the LCST.

A protocol for the direct measurement of particle size distribution in concentrated solutions using dynamic light scattering microscopy is presented.

Die Messung der Partikelgrößenverteilung in trüber Lösungen durch Dynamic Light Scattering Mikroskopie

A protocol for measuring polydispersity of concentrated polymer solutions using dynamic light scattering is described. Dynamic light scattering is a ...

A Novel Technique for Raman Analysis of Highly Radioactive Samples Using Any Standard Micro-Raman Spectrometer

A novel approach for the Raman measurement of nuclear materials is reported in this paper. It consists of the enclosure of the radioactive sample in a tight capsule that isolates the material from the atmosphere. The capsule can optionally be filled with a chosen gas pressurized up to 20 bars. The micro-Raman measurement is performed through an optical-grade quartz window. This technique permits accurate Raman measurements with no need for the spectrometer to be enclosed in an alpha-tight containment. It therefore allows the use of all options of the Raman spectrometer, like multi-wavelength laser excitation, different polarizations, and single or triple spectrometer modes. Some examples of measurements are shown and discussed. First, some spectral features of a highly radioactive americium oxide sample (AmO2) are presented. Then, we report the Raman spectra of neptunium oxide (NpO2) samples, the interpretation of which is greatly improved by employing three different excitation wavelengths, 17O doping, and a triple mode configuration to measure the anti-stokes Raman lines. This last feature also allows the estimation of the sample surface temperature. Finally, data that were measured on a sample from Chernobyl lava, where phases are identified by Raman mapping, are shown.

We present a technique for Raman spectroscopic analysis of highly radioactive samples compatible with any standard micro-Raman spectrometer, without any radioactive contamination of the instrument. We also show some applications using actinide compounds and irradiated fuel materials.

Eine neue Technik für die Raman-Analyse von hochradioaktivem Proben jeden Standard Micro-Raman-Spektrometers

A novel approach for the Raman measurement of nuclear materials is reported in this paper. It consists of the enclosure of the radioactive sample in a ...

Raman and IR Spectroelectrochemical Methods as Tools to Analyze Conjugated Organic Compounds

In the presented work, two spectroelectrochemical techniques are discussed as tools for the analysis of the structural changes occurring in the molecule on the vibrational level of energy. Raman and IR spectroelectrochemistry can be used for advanced characterization of the structural changes in the organic electroactive compounds. Here, the step-by-step analysis by means of Raman and IR spectroelectrochemistry is shown. Raman and IR spectroelectrochemical techniques provide complementary information about structural changes occurring during an electrochemical process, i.e. allows for the investigation of redox processes and their products. The examples of IR and Raman spectroelectrochemical analysis are presented, in which the products of the redox reactions, both in solution and solid state, are identified.

A protocol of step-by-step Raman and IR spectroelectrochemical analysis is presented.

Raman und IR Spectroelectrochemical Methoden als Werkzeuge konjugierte organische Verbindungen zu analysieren

In the presented work, two spectroelectrochemical techniques are discussed as tools for the analysis of the structural changes occurring in the molecule ...

DNA-magnetic Particle Binding Analysis by Dynamic and Electrophoretic Light Scattering

Isolation of DNA using magnetic particles is a field of high importance in biotechnology and molecular biology research. This protocol describes the evaluation of DNA-magnetic particles binding via dynamic light scattering (DLS) and electrophoretic light scattering (ELS). Analysis by DLS provides valuable information on the physicochemical properties of particles including particle size, polydispersity, and zeta potential. The latter describes the surface charge of the particle which plays major role in electrostatic binding of materials such as DNA. Here, a comparative analysis exploits three chemical modifications of nanoparticles and microparticles and their effects on DNA binding and elution. Chemical modifications by branched polyethylenimine, tetraethyl orthosilicate and (3-aminopropyl)triethoxysilane are investigated. Since DNA exhibits a negative charge, it is expected that zeta potential of particle surface will decrease upon binding of DNA. Forming of clusters should also affect particle size. In order to investigate the efficiency of these particles in isolation and elution of DNA, the particles are mixed with DNA in low pH (~6), high ionic strength and dehydration environment. Particles are washed on magnet and then DNA is eluted by Tris-HCl buffer (pH = 8). DNA copy number is estimated using quantitative polymerase chain reaction (PCR). Zeta potential, particle size, polydispersity and quantitative PCR data are evaluated and compared. DLS is an insightful and supporting method of analysis that adds a new perspective to the process of screening of particles for DNA isolation.

This protocol describes the synthesis of magnetic particles and evaluation of their DNA-binding properties via dynamic and electrophoretic light scattering. This method focuses on monitoring changes in particle size, their polydispersity and zeta potential of particle surface which play major role in binding of materials such as DNA.

DNA-Magnetpartikel verbindlich Analyse durch dynamische und elektrophoretische Lichtstreuung

Isolation of DNA using magnetic particles is a field of high importance in biotechnology and molecular biology research. This protocol describes the ...

Resolving Water, Proteins, and Lipids from In Vivo Confocal Raman Spectra of Stratum Corneum through a Chemometric Approach

Development of this in vivo confocal Raman spectroscopic method enables the direct measurement of water, proteins, and lipids with depth resolution in human subjects. This information is very important for skin-related diseases and characterizing skin care product performance. This protocol illustrates a method for confocal Raman spectra collection and the subsequent analysis of the spectral dataset leveraging chemometrics. The goal of this method is to establish a standard protocol for data collection and provide general guidance for data analysis. Preprocessing (e.g., removal of outlier spectra) is a critical step when processing large datasets from clinical studies. As an example, we provide guidance based on prior knowledge of a dataset to identify the types of outliers and develop specific strategies to remove them. A principal component analysis is performed, and the loading spectra are compared with spectra from reference materials to select the number of components used in the final multivariate curve resolution (MCR) analysis. This approach is successful for extracting meaningful information from a large spectral dataset.

Here, we present a protocol for collection of confocal Raman spectra from human subjects in clinical studies combined with chemometric approaches for spectral outlier removal and the subsequent extraction of key features.

Auflösen von Wasser, Proteinen und Lipiden aus In Vivo konfokale Raman Spectra von Stratum Corneum durch einen chemometrischen Ansatz

Development of this in vivo confocal Raman spectroscopic method enables the direct measurement of water, proteins, and lipids with depth resolution in ...

Application of Voltage in Dynamic Light Scattering Particle Size Analysis

Dynamic light scattering (DLS) is a common method for characterizing the size distribution of polymers, proteins, and other nano- and microparticles. Modern instrumentation permits measurement of particle size as a function of time and/or temperature, but currently there is no simple method for performing DLS particle size distribution measurements in the presence of applied voltage. The ability to perform such measurements would be useful in the development of electroactive, stimuli-responsive polymers for applications such as sensing, soft robotics, and energy storage. Here, a technique using applied voltage coupled with DLS and a temperature ramp to observe changes in aggregation and particle size in thermoresponsive polymers with and without electroactive monomers is presented. The changes in aggregation behavior observed in these experiments were only possible through the combined application of voltage and temperature control. To obtain these results, a potentiostat was connected to a modified cuvette in order to apply voltage to a solution. Changes in polymer particle size were monitored using DLS in the presence of constant voltage. Simultaneously, current data were produced, which could be compared with particle size data, to understand the relationship between current and particle behavior. The polymer poly(N-isopropylacrylamide) (pNIPAM) served as a test polymer for this technique, as pNIPAM's response to temperature is well-studied. Changes in the lower-critical solution temperature (LCST) aggregation behavior of pNIPAM and poly(N-isopropylacrylamide)-block-poly(ferrocenylmethyl methacrylate), an electrochemically active block-copolymer, in the presence of applied voltage are observed. Understanding the mechanisms behind such changes will be important when trying to achieve reversible polymer structures in the presence of applied voltage.

Here, a protocol to apply voltage to solution during dynamic light scattering particle size measurements with the intent to explore the effect of voltage and temperature changes on polymer aggregation is presented.

Anwendung von Spannung in der dynamischen Lichtstreuung Partikelgrößenanalyse

Dynamic light scattering (DLS) is a common method for characterizing the size distribution of polymers, proteins, and other nano- and microparticles. ...

Ultrafast Time-resolved Near-IR Stimulated Raman Measurements of Functional &#960;-conjugate Systems

Femtosecond time-resolved stimulated Raman spectroscopy is a promising method of observing the structural dynamics of short-lived transients with near infrared (near-IR) transitions, because it can overcome the low sensitivity of spontaneous Raman spectrometers in the near-IR region. Here, we describe technical details of a femtosecond time-resolved near-IR multiplex stimulated Raman spectrometer that we have recently developed. A description of signal generation and optimization, measurement, data acquisition, and calibration and correction of recorded data is provided as well. We present an application of our spectrometer to analyze the excited-state dynamics of &#946;-carotene in toluene solution. A C=C stretch band of &#946;-carotene in the second lowest excited singlet (S2) state and the lowest excited singlet (S1) state is clearly observed in the recorded time-resolved stimulated Raman spectra. The femtosecond time-resolved near-IR stimulated Raman spectrometer is applicable to the structural dynamics of &#960;-conjugate systems from simple molecules to complex materials.

Details of signal generation and optimization, measurement, data acquisition, and data handling for a femtosecond time-resolved near-IR stimulated Raman spectrometer are described. A near infrared stimulated Raman study on the excited-state dynamics of &#946;-carotene in toluene is shown as a representative application.

Ultraschnelle zeitaufgelöste Near-IR Stimulated Raman Messungen von funktionalen -konjugatsystemen

Femtosecond time-resolved stimulated Raman spectroscopy is a promising method of observing the structural dynamics of short-lived transients with near ...

Preparation of Nanoparticles for ToF-SIMS and XPS Analysis

Nanoparticles have gained increasing attention in recent years due to their potential and application in different fields including medicine, cosmetics, chemistry, and their potential to enable advanced materials. To effectively understand and regulate the physico-chemical properties and potential adverse effects of nanoparticles, validated measurement procedures for the various properties of nanoparticles need to be developed. While procedures for measuring nanoparticle size and size distribution are already established, standardized methods for analysis of their surface chemistry are not yet in place, although the influence of the surface chemistry on nanoparticle properties is undisputed. In particular, storage and preparation of nanoparticles for surface analysis strongly influences the analytical results from various methods, and in order to obtain consistent results, sample preparation must be both optimized and standardized. In this contribution, we present, in detail, some standard procedures for preparing nanoparticles for surface analytics. In principle, nanoparticles can be deposited on a suitable substrate from suspension or as a powder. Silicon (Si) wafers are commonly used as substrate, however, their cleaning is critical to the process. For sample preparation from suspension, we will discuss drop-casting and spin-coating, where not only the cleanliness of the substrate and purity of the suspension but also its concentration play important roles for the success of the preparation methodology. For nanoparticles with sensitive ligand shells or coatings, deposition as powders is more suitable, although this method requires particular care in fixing the sample.

A number of different procedures for preparing nanoparticles for surface analysis are presented (drop casting, spin coating, deposition from powders, and cryofixation). We discuss the challenges, opportunities, and possible applications of each method, particularly regarding the changes in the surface properties caused by the different preparation methods.

Präparation von Nanopartikeln für die ToF-SIMS- und XPS-Analyse

Nanoparticles have gained increasing attention in recent years due to their potential and application in different fields including medicine, cosmetics, ...