Porovnanie citlivosti Ramanovho spektroskopia kvapkovej nanášaných povlakov a povrchom zosilnené Ramanovho spektroskopie pri štúdiu biologicky významných molekúl

Abstract

The main objective of this work was to compare the sensitivity of two Raman spectroscopy methods, namely the method of drop coating deposition Raman spectroscopy and surface-enhanced Raman spectroscopy for selected biologically significant molecules: dipicolinic acid, acetylsalicylic acid, methylene blue and riboflavin. For the DCDR experiments three hydrophobic surfaces were used: commercial substrate Tienta, polished CaF2 substrateand surface with copper nanoparticles with a gradient of hydrophobicity. Two commercial surfaces were used for the SERS method. Both techniques are suitable for sample measurement at low concentrations and with small initial volumes of solutions. The DCDR method, in contrast to the SERS method, allowed to work with higher excitation radiation power. The SERS technique was markedly more sensitive for a selection of suitable SERS active surface. The spectra obtained by the SERS method were influenced by the way of adsorption of the molecules to the surface. By studying the surface with a gradient of hydrophobicity, we have revealed an effect on the shape of dried drops. The dependence on Raman intensity was not found in the case of methylene blue. For both methods we determined the limit concentrations of solutions of measured molecules that can be detected. We have shown that the...

Hlavní náplní této práce bylo porovnání citlivosti dvou metod Ramanovy spektroskopie a to metodu kapkově nanášených povlaků a povrchem zesílenou Ramanovu spektroskopii pro vybrané biologicky významné molekuly: kyselinu dipikolínovou, kyselinu acetylsalicylovou, methylenovou modř a riboflavin. Pro DCDR experimenty byly použité tři hydrofobní povrchy: komerční destička Tienta, leštěná destička z CaF2 a povrch s měděnými nanočásticemi s gradientem hydrofobicity. Pro SERS metodu byly použité dva komerční povrchy. Obě techniky jsou vhodné na měření vzorek o nízkých koncentracích a malých výchozích objemech roztoků. Metoda DCDR, na rozdíl od SERS metody, umožňovala pracovat s vyšším výkonem excitačního záření. SERS technika byla výrazně citlivější na výběr vhodného SERS aktivního povrchu. Spektra získané metodou SERS byly navíc ovlivněné způsobem adsorpce látky na povrch. Studiem povrchu s gradientem hydrofobicity jsme zjistili, že tento povrch má vliv na tvar vyschnutých kapek. Závislost na intenzitě Ramanova spektra nebyla v případě metylenové modři zjištěná. Pro obě metody jsme určili hraniční koncentrace roztoků zkoumaných molekul, které je ještě možné detegovat. Prokázali jsme, že SERS technika je výhodnější jen v případe metylenové modři.