Platforma do pomiarów SERS oraz sposób jej wykonania

Powierzchniowo wzmocniona spektroskopia Ramana (SERS) to technika analityczna, która w założeniach pozwala osiągnąć najwyższą możliwą czułość – wykrycie pojedynczejej cząsteczki poszukiwanego związku w analicie. SERS jest to techniką analityczną, która wykorzystuje rezonans plazmonów na powierzchni nanostruktur metali (najczęściej złota lub srebra) do wzmocnienia sygnału analitycznego. Do działania metoda ta wymaga stałego nośnika, na który nanoszony jest analit. Od struktury podłoża – platformy, zależy jakość analizy. Zaprezentowano hierarchiczną procedurę, w której nanocząstki złota wykorzystane zostały jako katalizator w procesie wzrostu nanodrutów azotku galu. Trzecim krokiem przygotowania funkcjonalnego materiału było osadzenie mikrokwiatów złota. Jakość analizy SERS zależy od nano-morfologii jej powierzchni. Komercyjnie dostępne platformy charakteryzują się współczynnikiem wzmocnienia na poziomie 10^4 do 10^5 (im więcej tym lepiej), dają natomiast mało odtwarzalne wyniki a ich aktywność jest ograniczona do kilku godzin od wyjęcia z pudełka. Przygotowana przez dr. Paczesnego i współpracowników platforma jest około 1000 razy bardziej czuła, stabilna mechanicznie oraz w czasie (pół roku w szufladzie nie powodowało zauważalnych zmian), a współczynnik korelacji wyników wynosił około 90%. Możliwe było wykorzystanie otrzymanych podłoży w badaniach biologicznych – pokazano detekcję nieznakowanego DNA z wykorzystaniem uzyskanych platform. Przygotowany został portfel praw intelektualnych (w postaci czterech zgłoszeń patentowych) dotyczący samego produktu, jak i procesu jego przygotowania.

Tworzenie dwuwymiarowych struktur nanocząstek o zadanej morfologii może mieć kapitalne znaczenie w elektronice, optoelektronice, katalizie oraz analityce. Metody litograficzne wymagają ogromnych nakładów pracy by przygotować struktury w nanoskali. Wykorzystanie somoorganizacji nanocząstek znakomicie usprawnia proces. Wydaje się, że optymalne będzie połączenie mikrolitografi (stosunkowo prostej do wykonania) oraz hierarchicznej procedury „bottom up” w celu sfunkcjonalizowania w skali nano wcześniej przygotowanych mikrostruktur.
Przygotowana platforma charakteryzowała się współczynnikiem wzmocnienia wynoszącym około 107, dobrą powtarzalnością wyników (współczynnik korelacji 0.87) oraz niespotykaną stabilnością (mechaniczną, jak i związaną z upływem czasu). Są to parametry znacznie lepsze niż oferowane przez komercyjnie dostępne produkty.

- poprawa jakości
- wzrost wydajności
- udoskonalenie produktu/usługi

spektroskopia, SERS, analit

Analiza bakterii przy pomocy techniki SERS mogłaby natomiast posłużyć do uzyskiwania widm charakterystycznych dla konkretnych gatunków bakterii, a to z kolei do stworzenia bazy widm, która pozwoliłaby w szybki i mało skomplikowany sposób pomóc w określeniu przynależności gatunkowej tych mikroorganizmów. Taka analiza znajdowałaby zastosowanie zarówno w przemyśle spożywczym, jak i w badaniach środowiskowych. Przede wszystkim jednak byłaby niezwykle ważna w medycynie, gdy to życie pacjenta z infekcją bakteryjną zależy często od zastosowania odpowiedniego leku skierowanego przeciwko konkretnemu mikroorganizmowi, a to - od szybkiego i bezbłędnego zdiagnozowania choroby, na którą cierpi pacjent.
SERS ma ogromny potencjał w wykrywaniu wirusów m.in. w ochronie zdrowia, produkcji żywności, procesach biotechnologiczne, ochronie roślin oraz wykrywanie potencjalnego ataku bronią biologiczną.
Innym potencjalnym polem zastosowań jest analiza obecności narkotyków.

- Elektronika, mikroelektronika
- Nauki biologiczne - Biotechnologia / farmaceutyka
- Nauki biologiczne - zdrowie, medycyna

- badania na etapie laboratoryjnym
- prototyp

- Twórca jest zainteresowany nawiązaniem współpracy w celu dalszych badań nad wynalazkiem
- Twórca jest zainteresowany wdrożeniem wynalazku
- Twórca wyraża zgodę na udział w Spotkaniu Brokerskim
- Twórca jest zainteresowany zbyciem praw majątkowych do wynalazku

- instytut naukowo - badawczy, uniwersytet
- ośrodek transferu technologii
- przemysł
- usługi