Sposób nakładania analitu z roztworu na podłoże do powierzchniowo wzmocnionej spektroskopii w polu elektrycznym

Powierzchniowo wzmocniona spektroskopia Ramana (SERS) to technika analityczna, pozwalająca w założeniach na osiągnięcie najwyżej czułości – detekcji pojedynczych molekuł. Do działania metoda wymaga odpowiednio wzmacniającego podłoża (nośnika), pokrytego nanostukturami metali, na który nakładany jest analit. Jednak choć techniki produkcji coraz doskonalszych podłoży są rozwijane od wielu lat, problem efektywnego nakładania na nie analitu, choć równie ważny jak jakość samego podłoża, nadal stanowi wyzwanie.

Badania nad coraz doskonalszymi podłożami do wzmacnianej powierzchniowo spektroskopii Ramana (SERS) trwają nieprzerwanie od wielu lat. Jednak samo podłoże dobrej jakości nie wystarcza do przeprowadzenia skutecznej analizy. Potrzeba jeszcze nałożyć na nie badany analit. Aby tego dokonać zazwyczaj zanurza się podłoże w kilku mililitrach próbki na kilka do kilkunastu godzin. Etap ten bardzo wydłuża cały pomiar. Dodatkowo nawet wtedy nie ma pewności, że analit jest osadzony równomiernie na powierzchni SERS-aktywnej. A tylko takie osadzenie analitu pozwoli na uzyskanie powtarzalnych rezultatów, które umożliwią wyciąganie wiążących wniosków. Problem nakładania analitu na podłoże wciąż stanowi jedno z większych wyzwań stojących na drodze ku powszechnemu wykorzystaniu techniki SERS. Metoda przedstawiona przez nas stanowi rozwiązanie tego zagadnienia.

- poprawa jakości
- ograniczenie energochłonności
- zgodność z normami
- udoskonalenie produktu/usługi

SERS, pole elektryczne, nakładanie analitu, chemia analityczna, detekcja, osadzanie

Przedstawione przez nas rozwiązanie stanowi ulepszenie każdej analizy SERS, w której analit obecny w próbce ma ładunek (co w rzeczywistości ma miejsce w większość przypadków). Przydatne jest zatem w każdej dziedzinie, w której znajduje zastosowanie sama technika SERS.

Rejestrowane widma SERS dają „odcisk palca” badanych substancji - są na tyle specyficzne, że nie ma konieczności znakowania badanych molekuł (Nature Methods 2010, 7, 36). Podłoża te mogą być wykorzystywane w analizach biomedycznych na przykład w identyfikacji bakterii. Powszechnie stosowane metody, oparte głownie na technice PCR, są złożone i czasochłonne. 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, kiedy 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 biotechnologicznych, ochronie roślin oraz wykrywaniu potencjalnego ataku bronią biologiczną. Innym potencjalnym polem zastosowań jest analiza obecności i rodzaju narkotyków.

- Energia
- Technologie informatyczne
- Elektronika, mikroelektronika
- Telekomunikacja
- Nauki biologiczne - Biotechnologia / farmaceutyka
- Nauki biologiczne - Kosmetologia / kosmetyka
- Nauki biologiczne - Weterynaria
- Nauki biologiczne - zdrowie, medycyna
- Pomiary i standaryzacja - metody pomiarowe
- Pomiary i standaryzacja - standardy, jakość

- prototyp
- zakończone badania
- technologia gotowa do zastosowania

- 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

Prezentowana metoda pozwala na efektywne i szybkie osadzenie analitu na powierzchni SERS aktywnej. Umożliwia to skrócenie analizy z wielu godzin do zaledwie kilku minut, a także poprawia jednorodność i jakość uzyskanych wyników. Metoda polega na osadzaniu analitu na powierzchni za pomocą przyłożonego zmiennego pola elektrycznego. Naładowane cząsteczki analitu poruszają się pod wpływem pola elektrycznego, co pozwala to na ich ściągnięcie i osadzenie na powierzchni.