SEMINARIUM W RAMACH PROJEKTU „Kwantowe nanostruktury półprzewodnikowe do zastosowań w biologii i medycynie - Rozwój i komercjalizacja nowej generacji urządzeń

diagnostyki molekularnej opartych o nowe polskie przyrządy półprzewodnikowe. ”

mgr inż. Katarzyna Winkler

Nowe złote mikro-cząstki do zastosowań w SERS

27. 01. 2011 r. (czwartek), godz. 10:30Aula IChF PAN, W-wa, ul. Kasprzaka 44/52

Instytut Chemii

Fizycznej PAN

2 / 10 Instytut Chemii Fizycznej PAN

Nowe podłoża do SERS

Osadzenie złotych nanocząstek na substracie1

Wzrost nanocząstek w różnych roztworach wzrostowych A: HAuCl4 + kwas merkaptobursztynowy B: HAuCl4 + kwas askorbinowy + CTAB + PVP C: HAuCl4 + hydroksyloamina

1 P-391217 „Metoda pokrywania powierzchni nanocząstkami”; Maciej Paszewski, Marcin Fiałkowski, Ewelina Kalwarczyk, Tomasz Kalwarczyk, Katarzyna Winkler

3 / 10 Instytut Chemii Fizycznej PAN

Kontrola kształtu mikro-kwiatów składem mieszaniny reakcyjnej

HAuCl4 : NH2OH (cNH2OH = 0.5 mM) a) 3:8 b) 5:8 c) 7:8 d) 9:8

4 / 10 Instytut Chemii Fizycznej PAN

Kontrola kształtu mikro-kwiatów czasem

Powstające mikro-kwiaty zbudowane są początkowo z ostrych blaszek

W wyniku procesu wygładzania tworzą się zaokrąglone krawędzie

Nukleacja Wzrost autokatalityczny

Wygładzanie

5 / 10 Instytut Chemii Fizycznej PAN

Otrzymywanie porowatych złotych pokryć

Dla lepszych właściwości mechanicznych: chropowaty substrat, długi czas sedymentacji mikro-cząstek.

6 / 10 Instytut Chemii Fizycznej PAN

7 / 10 Instytut Chemii Fizycznej PAN

Zastosowanie w SERS

wysokie współczynniki wzmocnienia (standardowo: 106)

dobra powtarzalność zarówno w obrębie jednej platformy, jak i dla wielu, odrębnie przygotowanych platform

granica detekcji na poziomie 10-9 M

zastosowanie do identyfikacji analitów chemicznych i biologicznych

kwas p-merkaptobenzoesowy aminokwasy (Ala, Gly, Thr) neuroprzekaźniki: melatonina, oktopamina , dopamina wirusy (całe molekuły wirusa lambda)

8 / 10 Instytut Chemii Fizycznej PAN

Zastosowanie w SERS

Powtarzalność widm uzyskanych z kilku, odrębnie przygotowanych, powierzchni.

Widmo faga lambda zaadsorbowanego na złotych mikro-kwiatach.

9 / 10 Instytut Chemii Fizycznej PAN

Zalety podłóż dekorowanych mikro-kwiatami

tanie i łatwe do wykonania

możliwa kontrola kształtu mikro-kwiatów oraz stopnia pokrycia nimi podłoża

bardzo dobre i powtarzalne substraty do SERS

green chemistry

Plany

osadzanie mikro-kwiatów na GaN-owych szkieletach lub innych chropowatych podłożach

synteza mikro-kwiatów bimetalicznych (Au/Ag)

napylanie warstwą Au lub Au/Ag

10 / 10 Instytut Chemii Fizycznej PAN

Podziękowania

prof. dr hab. Robert Hołyst

dr hab. Marcin Fiałkowski

dr Agnieszka Kamińska

mgr Tomasz Wojciechowski (IF PAN)

Dziękuję za uwagę!

Instytut Chemii Fizycznej PAN

EDX: Energy-dispersive X-ray spectroscopy sprawdzono skład pierwiastkowy wybranego fragmentu powierzchni nasza powierzchnia nie wymaga dodatkowego czyszczenia przed użyciem!

Instytut Chemii Fizycznej PAN

EDX: Energy-dispersive X-ray spectroscopy

Gold flowers in literature

Not only mono- but also bimetallic flowers are obtained

Typically synthesised in the solutions containing gold salts, reducing agents, buffers, and additional factors

Many reagents, like polianiline,1 chitosan,2 surfactants3 or DNA4 are utilized to form ragged, flower-like gold particles.

Mechanical way: self-assembling of nanoparticles into nanoflowers by a centrifuging process.5

1 Langmuir, 24, 2008, 4607-46142 J. Phys. Chem. C, 112, 29, 2008, 10759

3 Langmuir, 26, 8, 2010, 5876–58814 Nano Lett., 10, 2010, 1886—1891

5 Colloids and Surfaces A, 312, 2008, 148–153

1

2 3

4 5

200 nm20 nm