Nanočásticové vrstvy pro ultracitlivou biodetekci

Potřebnost ultracitlivé detekce nejrůznějších druhů biomolekul v lékařství, pří vývoji nových léčiv, ochraně životního prostředí či v potravinářském průmyslu vedla v posledních několika desetiletích k prudkému rozvoji pokročilých detekčních metod. Důležité místo mezi nimi zaujímají techniky založené na Ramanovu rozptylu, které umožňují jak kvalitativní, tak i kvantitativní nedestruktivní analýzu vzorků. Nicméně citlivost Ramanovy spektroskopie je omezená malým množstvím neelasticky Ramanovsky rozptýlených fotonů, což umožňuje jen detekci látek o relativně velkých koncentracích. Jednou z možností jak výrazný způsobem zesílit Ramanův signál, a tedy i citlivost,  je povrchově zesílená Ramanova spektroskopie (SERS). V tomto případě je studovaná látka vložena do blízkosti nanostrukturovaného povrchu (kovového či oxidu kovu), což vede k výraznému zesílení intenzity dopadajícího i rozptýleného záření díky resonanční excitaci povrchových plasmonů (tzv. elektromagnetické zesílení), popřípadě ke zvýšení polarizovatelnosti molekul v důsledku jejich silné interakce s povrchem (tzv. chemické zesílení). Jednou z možností přípravy SERS-aktivních materiálů je využití plynových agregačních zdrojů nanočástic, které umožňují kontrolovatelnou depozici nanočástic bez nutnosti jejich další úpravy.

Cílem této práce bude připravit nanočásticové vrstvy z vybraného materiálu pomocí plynového agregačního zdroje vyvinutého na KMF, provést jejich základní charakterizaci z hlediska morfologie (skenovací elektronový mikroskop) a optických vlastností (UV-Vis spektrofotometrie), a otestovat možnost využití takto připravovaných nanočásticových vrstev jako platformy pro ultracitlivou spektroskopickou detekci biomolekul.

 

Zásady pro vypracování:

Práce má experimentální charakter a bude probíhat ve spolupráci s Fyzikálním ústavem UK.

Vedoucí práce: doc. RNDr. Ondřej Kylián, Ph.D., e-mail: ondrej.kylian@gmail.com