КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

 

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

---

Номер проекта 22-73-00206

НазваниеСамосборка наночастиц золота и серебра на границе жидкость-жидкость как платформа для метода гигантского комбинационного рассеяния

Руководитель Смирнов Евгений Алексеевич, кандидат наук (признаваемый в РФ PhD)

Организация финансирования, регион федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет ИТМО" , г Санкт-Петербург

Конкурс №70 - Конкурс 2022 года «Проведение инициативных исследований молодыми учеными» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными

Область знания, основной код классификатора 03 - Химия и науки о материалах; 03-405 - Наноструктуры и кластеры. Супрамолекулярная химия. Коллоидные системы.

Ключевые слова Самосборка, Межфазная граница, Наночастицы золота, Наноструктурированные подложки, Гигантское комбинационное рассеяние, ГКР, Рамановская спектроскопия

Код ГРНТИ31.15.37

---

 

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

---

Аннотация
Спектроскопия гигантского комбинационного рассеяния (ГКР) - один из наиболее перспективных и активно развивающихся методов качественного и количественного анализа. В его основе лежит эффект усиления сигнала рассеяния на 4 - 12 порядков за счёт плазмонного резонанса на поверхности наночастиц благородных металлов. Особенностью метода является идентификация веществ в области «отпечатков пальцев» (1500 – 650 см–1), которая открывает новые возможности для мультиплексного и селективного определения индивидуальных соединений в объектах сложного состава, а также достижения наномолярных (нМ) пределов обнаружения. В современной литературе описаны примеры использования спектроскопия ГКР для идентификации и определения как низкомолекулярных, так и высокомолекулярных соединений, клеток, определения параметров реакций окисления и восстановления и др. Несмотря на достигнутые результаты в данной области, ключевой проблемой по-прежнему является разработка методов и подходов к созданию стабильных во времени и эффективных ГКР-активных подложек с высокой степенью равномерности усиленного сигнала по всей площади подложки. К сожалению, качество усиливающей подложки может существенно влиять на величину сигнала ГКР, а следовательно, на возможность количественного определения аналитов. Главная сложность в проведении количественного анализа методом ГКР заключается часто в невысокой воспроизводимости интенсивности сигнала, так как на эффект ГКР влияет структура и состояния поверхности наночастиц металла, их размера и анизотропии, взаимного расположения наночастиц, а также особенностей сорбции аналитов на наночастицах. Так в работе "Present and Future of Surface-Enhanced Raman Scattering" (2020, DOI: 10.1021/acsnano.9b04224) международный коллектив авторов отмечает, что развитие методов производства подложек - один из десяти основных вызовов, стоящих на пути повсеместного внедрения ГКР. Поэтому разработка методов и подходов к созданию высоко воспроизводимых, чувствительных и стабильных ГКР-активных поверхностей является основополагающей и актуальной задачей наук о материалах и аналитической химии. Как было показано ранее в работах руководителя Проекта, самосборка плазмонных материалов (в частности, наночастиц золота) на границе раздела двух несмешивающихся жидкостей позволяет получать плотноупакованные массивы наночастиц металлов, обладающих всеми достоинствами эффективных ГКР-активных подложек, описанных выше. Самосборка на границе раздела фаз приводит к упорядочению наночастиц металлов в тонкую плёнку (толщиной в один диаметр используемой наночастицы) с гексагональной плотнейшей упаковкой. Такое решение нивелирует перепады получаемого сигнала рассеяния на большой площади поверхности (то есть позволяет делать карты), а за счёт того, что наночастицы собраны в плотнейшую упаковку способствует увеличению сигнала ГКР. В дальнейшем такие плёнки можно использовать, как на границе раздела фаз, проводя межфазный ГКР анализ, так и перенести на любую твёрдую поверхность - от стекла и пластика до бумаги и ткани. Таким образом, основная цель проекта: развитие подходов для получения ГКР-активных подложек за счёт самосборки на границе раздела фаз и развитие научных основ аналитического метода ГКР на примере таких сборок. В рамках Проекта планируется решение двух основных задач. Во-первых, разработка подходов к самосборке наночастиц на границе раздела фаз и выработка оптимальной методики получения тонких плёнок, пригодных для ГКР. Во-вторых, тестирование полученных сборок наночастиц для применения в рамках метода ГКР, как на модельных молекулах (красители), так и для обнаружения биологически активных веществ, содержащихся в продуктах питания, косметических и фармацевтических препаратах, а также проверка возможности совместного определения веществ в смеси. Актуальность решения данной проблемы и новизна настоящего Проекта заключается в разработке простого, эффективного и воспроизводимого метода получения ГКР-активной подложки за счёт самосборки наночастиц на границе раздела фаз, что позволит создать такие ГКР-активные подложки, которая будут демонстрировать высокую воспроизводимость сигнала и высокое усиление ГКР (более 7 порядков).

---

 

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

---