Felületerősített Raman-spektroszkópiára alkalmas chipek fejlesztése sejtanalitikai célokra Fizika, Földtudományok és Matematika

35 OTDK, Fizika, Földtudományok és Matematika Szekció, Anyagfizika Tagozat.

Felületerősített Raman-spektroszkópiára alkalmas chipek fejlesztése sejtanalitikai célokra

Helyezés: 1

Hallgató: Öcsi Rebeka
Szak: Fizika BSc, Képzés típusa: bsc, Intézmény: Eötvös Loránd Tudományegyetem, Kar: Természettudományi Kar

Témavazetők: Zolnai Zsolt - tudományos főmunkatárs, N N Energiatudományi Kutatóközpont, Műszaki Fizikai és Anyagtudományi Intézet ,
Fürjes Péter - tudományos főmunkatárs, N N Energiatudományi Kutatóközpont, Műszaki Fizikai és Anyagtudományi Intézet

Szerves és szervetlen anyagok összetételének kvantitatív és kvalitatív vizsgálatára, egy adott összetevő kimutatására gyakran használnak spektroszkópiai módszereket, akár biológiai környezetben is. Ilyen széles körben alkalmazott érintésmentes eljárás az infravörös spektroszkópia és a Raman-spektroszkópia. A jelen dolgozatban tárgyalt kutatási program alapvető célja a Raman-spektroszkópia speciális megoldásának, a nagy érzékenységű molekuladetektálásra alkalmas felületerősített Raman-spektroszkópiának (Surface Enhanced Raman Spectroscopy, SERS) alkalmazás-specifikus fejlesztése és használata.
Különböző, hierarchikusan mikro- és nanostruktúrált felületeket terveztünk és hoztunk létre, elsősorban szilícium szeletbe mart, arannyal bevont inverz-piramisos mikrostruktúrák és nano-méretű, a Raman-erősítést elősegítő objektumok (pl. arany nanorészecskék, lézerablálással keletkező nanocseppek) kombinálásával. Az így nyert felületek SERS erősítési tulajdonságait a felületek szerves próbamolekulával (tiofenollal) történő funkcionalizálása után, Raman-spektroszkópiai vizsgálatok alapján hasonlítottuk össze. A mérések során felvett Raman-spektrumok, így a felületek Raman-szórásra gyakorolt hatásának összehasonlítása a próbamolekulára jellemző Raman-vonalak intenzitásainak elemzése alapján történt. A vizsgált felületek közül erősítés szempontjából a mikrostruktúrált felületen célzottan elhelyezett 100nm és 200nm átmérőjű nanogyöngyök által kialakított kombinált szerkezet bizonyult a legmegfelelőbbnek.
A Raman-spektroszkópia és a SERS előnye, hogy vizes közegben is alkalmazható, valamint kis mennyiségben is megfigyelhető a vizsgált anyag, így a vizsgált speciális felületi struktúrákkal rendelkező chipek mikrofluidikai rendszerekbe építve akár vér vagy Organ-on-Chip eszközök tápfolyadékának, illetve egyéb sejtes szuszpenziók összetevőinek vizsgálatára is alkalmassá tehetők.