Ultra Hassas Algılama için Polidimetilsiloksan (PDMS) Bazlı Esnek Yüzeyle Geliştirilmiş Raman Saçılımı (SERS) Alt Tabakasının İmalatı

Özet

Bu protokol, yüzeyde geliştirilmiş Raman saçılımı için esnek bir alt tabaka için bir üretim yöntemini açıklar. Bu yöntem, düşük konsantrasyonlarda R6G ve Thiram'ın başarılı bir şekilde tespit edilmesinde kullanılmıştır.

Özet

Bu makale, Yüzeyde Geliştirilmiş Raman Saçılımı (SERS) için tasarlanmış esnek bir alt tabaka için bir üretim yöntemi sunar. Gümüş nanopartiküller (AgNP'ler), gümüş nitrat (_AgNO3) ve amonyak içeren bir kompleksleşme reaksiyonu yoluyla sentezlendi, ardından glikoz kullanılarak indirgendi. Ortaya çıkan AgNP'ler, 20 nm ila 50 nm arasında değişen tek tip bir boyut dağılımı sergiledi. Daha sonra, oksijen plazması ile yüzey muamelesi görmüş bir PDMS substratını modifiye etmek için 3-aminopropil trietoksisilan (APTES) kullanıldı. Bu işlem, AgNP'lerin alt tabakaya kendi kendine montajını kolaylaştırdı. Çeşitli deneysel koşulların substrat performansı üzerindeki etkisinin sistematik bir değerlendirmesi, mükemmel performansa ve Gelişmiş Faktöre (EF) sahip bir SERS substratının geliştirilmesine yol açtı. Bu substrat kullanılarak, R6G (Rhodamine 6G) için 10-10 M ve Thiram için ^10-8 M'lik etkileyici tespit limitleri elde edildi. Substrat, elmalardaki pestisit kalıntılarını tespit etmek için başarıyla kullanıldı ve oldukça tatmin edici sonuçlar verdi. Esnek SERS alt tabakası, karmaşık senaryolarda algılama da dahil olmak üzere gerçek dünya uygulamaları için büyük bir potansiyel gösterir.

Giriş

Yüzeyde Geliştirilmiş Raman Saçılımı (SERS), bir Raman saçılımı türü olarak, yüksek hassasiyet ve hassas algılama koşullarının avantajlarını sunar ve hatta tek molekül algılaması 1,2,3,4 elde edebilir. Altın ve gümüş gibi metal nanoyapılar, madde tespitini sağlamak için tipik olarak SERS substratları olarak kullanılır ^5,6. Nanoyapılı yüzeylerde elektromanyetik kuplaj geliştirme, SERS uygulamalarında önemli bir rol oynar. Farklı boyutlara, şekillere, parçacıklar arası mesafelere ve bi....

Protokol

1. Nanopartiküllerin sentezi

1. Gümüş nitrat çözeltisinin hazırlanması
   1. Hassas bir tartım terazisi kullanarak 0,0017 g AR sınıfı gümüş nitrat ölçün (AgNO₃, Malzeme Tablosuna bakın) ve 10 mL deiyonize (DI) suya ekleyin. ^10-3 mol/L_AgNO3 çözeltisi oluşturmak için karışımı karıştırın.
2. Gümüş-amonyak kompleksinin hazırlanması
   1. 1 mL AR sınıfı amonyak suyu (NH₃. H₂O, Malzeme Tablosuna bakınız) bir şırınga kullanarak gümüş nitrat çözeltisine damla damla ekleyin. Çözüm netleştiğinde damla damla eklemeyi durdurun.

Tartışmalar

Bu çalışmada, AgNP'leri kimyasal modifikasyon yoluyla PDMS'ye bağlayan ve mükemmel performans sağlayan esnek bir SERS substratı tanıtıldı. Partikül sentezi sırasında, özellikle gümüş amonyak kompleksi sentezinde (adım 1.2), çözeltinin rengi çok önemli bir rol oynar. Damla damla çok fazla amonyak suyu eklemek, AgNP'lerin sentez kalitesini olumsuz yönde etkileyebilir ve potansiyel olarak başarısız tespit sonuçlarına yol açabilir. Sentez işlemi sırasında substrat modifikasyonuna (adım 2.2) .......

Malzemeler

Name	Company	Catalog Number	Comments
Ammonia (NH3.H2O, 25%)	Beijing Chemical Works
APTES (98%)	Beyotime	ST1087
BD-20AC Laboratory Chrona Treater	Electro-Technic Products Inc.	12051A
D-glucose	Beijing Chemical Works
Environmental Scanning electron microscope (ESEM)	FEI	QUANTA 250
Raman microscope	Horiba JY	LabRAM HR Evolution
Rhodamine 6G	Beijing Chemical Works
Silicone Elastomer Base and Silicone Elastomer Curing Agent	Dow Corning Corporation	SYLGARD 184
Silver nitrate	Beijing Chemical Works
Thiram (C6H12N2S2, 99.9%)	Beijing Chemical Works