Получение подложек для спектроскопии гигантского комбинационного рассеяния (SERS)

Для этого достаточно нанести на поверхность наноплазмонного сенсора анализируемую пробу и зафиксировать сигнал комбинационного рассеяния на специфической частоте. Использование гибких подложек для наноплазмонных сенсоров позволяет просто путем касания поверхности, например, яблока или иного фрукта и последующей регистрации сигнала ГКР определить уровень загрязненности продукта.
Созданы сенсорные покрытия для определения предельно низких концентраций (вплоть до долей пикомоля в литре) нейротоксинов фосфорорганической и карбаматной природы и других ингибиторов холинэстераз. Полученные плазмонные подложки позволяют также определять активность эстераз крови на фемтомолярном уровне, что нашло свое применение в процессе оценки характера и степени токсического поражения человека при контакте с отравляющими веществами.
Для идентификации предельно низких концентраций микробиологических объектов используются наноплазмонные сенсорные подложки, содержащие полости, соответствующие по размеру искомым микробиологическим объектам[13,14]. Такое геометрическое соответствие позволяет дополнительно в 100 и более раз увеличить сигнал ГКР и выйти на уровень регистрации отдельных вирусных и бактериальных частиц.

1. A.N. Lagarkov, V.N. Kisel and A.K. Sarychev, “Loss and gain in metamaterials”, J. Opt. Soc. Am. B. 27, 4 (2010)
2. Lagarkov, I. Budashov, V. Chistyayev, A. Ezhov, A. Fedyanin, A. Ivanov,I. Kurochkin, S. Kosolobov, A. Latyshev, D. Nasimov, I. Ryzhikov, M. Shcherbakov,A. Vaskin, and A. Sarychev, “SERS-active dielectric matamaterials based on periodic nanostructures,” Optics Express, vol. 24, no. 7, pp. 7133–7150, 2016.
3. Moskovits M. Surface roughness and the enhancedintensity of Raman scattering by moleculesadsorbed on metals // The Journal of ChemicalPhysics.– 1978.– V.69, No9.– P. 4159.
4. Le Ru E.C., Blackie E., Meyer M., EtchegoinP.G. Surface enhanced Raman scatteringenhancement factors: a comprehensive study //The Journal of Physical Chemistry C.– 2007.–V.111, No37. – P. 13794.
5. Kneipp K., Wang Y., Kneipp H., Perelman L.T.,Itzkan I., Dasari R.R., Feld M.S. Singlemolecule detection using surfaceenhanced Ramanscattering (SERS) // Physical review letters.–1997.– V.78, No9.– P.1667.
6. Li J.F., Huang Y.F., Ding Y., Yang Z.L., LiS.B., Zhou X.S., Tian Z.Q Shellisolatednanoparticleenhanced Raman spectroscopy //Nature.– 2010.– Т.464, No7287.– P.392.
7. Baker G.A., Moore D.S. Progress in plasmonicengineering of surfaceenhanced Ramanscattering substrates toward ultratrace analysis // Analytical and Bioanalytical Chemistry. –2005.– V.382, No8.– P. 1751.
8. Fan M., Andrade G.F.S., Brolo A.G. A review onthe fabrication of substrates for surface enhancedRaman spectroscopy and their applications inanalytical chemistry // Analytica ChimicaActa.– 2011.– V.693, No1.– P.7.
9. Gordon R., Sinton D., Kavanagh K.L., BroloA.G. A new generation of sensors based onextraordinary optical transmission // Accountsof chemical research.– 2008.– Т.41, No8.– P.1049.
10. Cialla D., Marz A., Bohme R., Theil F., WeberK., Schmitt M., Popp J. Surfaceenhanced Ramanspectroscopy (SERS): progress and trends //Analytical and bioanalytical chemistry.– 2012.–Т.403, No1.– P.27.
11. Aroca R.F., AlvarezPuebla, R.A., Pieczonka, N.,SanchezCortez, S., GarciaRamos J.V. Surfaceenhanced Raman scattering on colloidalnanostructures // Advances in colloid and interfacescience.– 2005.– Т.116, No1.– P.45.
12. А.Н. Лагарьков, А.К. Сарычев, В.Н. Кисель, Г. Тартаковский,«Сверхразрешение и усиление в метаматериалах», УФН 179, 1018 (2009);
13. Pieczonka N.P.W., Aroca R.F. InherentComplexities of Trace Detection by SurfaceEnhanced Raman Scattering // ChemPhysChem.–2005.– V.6.– No12.– P. 2473.
14. Bastus N.G., Comenge J., Puntes V. Kineticallycontrolled seeded growth synthesis of citratestabilized gold nanoparticles of up to 200 nm: sizefocusing versus Ostwald ripening // Langmuir.–2011.– V.27, No17.– P. 11098.
15. Leopold N., Lendl B. A new method for fastpreparation of highly surfaceenhanced Ramanscattering (SERS) active silver colloids at roomtemperature by reduction of silver nitrate withhydroxylamine hydrochloride // The Journal of Physical Chemistry B.– 2003.– V.107, No24.– P. 5723
16. N. Lagarkov, et al. SPIE 9161, Nanophotonic Materials XI, 91610M (2014)
17. A.V. Ivanov, A.V. Vaskin, A.N. Lagarkov, A.K. Sarychev, SPIE 9163: Plasmonics: Metallic Nanostructures and Their Optical Properties XII, 91633C (2014)
18. I.N. Kurochkin, et al., Advanced Electromagnetics 3, (1), 57 (2014)
19. N. Lagarkov, I. N. Kurochkin, I. A. Ryzhikov, A. V. Vaskin, K. N. Afanasiev,I. A. Boginskaya, I. A. Budashov, and A. K. Sarychev, “Surface dielectric resonance and giant enhancement of raman scattering,” in Proceedings of SPIE – The International Society for Optical Engineering, vol. 9161, pp. 9161OM1–9161OM8, 2014
20. L. V. Sigolaeva, S. Y. Gladyr, A. P. Gelissen, O. Mergel, D. V. Pergushov,I. N. Kurochkin, F. A. Plamper, and W. Richtering, “Dual-stimuli-sensitive microgels as a tool for stimulated sponge-like adsorption of biomaterials for biosensor applications,” Biomacromolecules, vol. 15, no. 10, pp. 3735–3745, 2014
21. И. Н. Курочкин, И. А. Рыжиков, А. К. Сарычев, К. Н. Афанасьев, И. А.Будашов, М. В. Седова, И. А. Богинская, С. В. Амитонов, Е. В. Коростылев,А. Н. Лагарьков, “Усиление эффекта гигантского комбинационного рассеяния на диэлектрических пленках диоксида церия с фасетчатой структурой,” Вестник Московского университета. Серия 2: Химия, т. 56, №. 3, с. 125–131, 2015
22. L. V. Sigolaeva, O. Mergel, E. G. Evtushenko, S. Y. Gladyr, A. P.Gelissen, D. V. Pergushov, I. N. Kurochkin, F. A. Plamper, and W. Richtering,“Engineering systems with spatially-separated enzymes via dual-stimuli-sensitive properties of microgels,” Langmuir : the ACS journal of surfaces and colloids, vol. 31, no. 47, pp. 13029–13039, 2015