spettroscopia Plasmon-migliorata di fluorescenza

la spettroscopia Plasmon-migliorata della fluorescenza è uno strumento utile per le celle della rappresentazione ed altri campioni ad un livello della unico molecola. Questo metodo posa parecchi vantaggi sopra microscopia di fluorescenza convenzionale.

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la spettroscopia Plasmon-migliorata della fluorescenza è uno strumento utile per le celle della rappresentazione ed altri campioni ad un livello della unico molecola.Andre Nantel | Shutterstock

Lo sviluppo della spettroscopia plasmon-migliorata di fluorescenza

la fluorescenza Plasmon-migliorata in primo luogo è stata osservata dopo la scoperta dello scattering superficie-migliorato di Raman. Questo metodo recentemente si è sviluppato nella popolarità dovuto gli avanzamenti nella nostra comprensione del plasmonics e della spettroscopia.

La fluorescenza molecolare deriva dall'irradiamento di un fluorophore facendo uso di radiazione elettromagnetica monocromatica o di luce bianca. Sulla base dello stato dell'eccitazione degli elettroni nel fluorophore, questa luminescenza può essere divisa nella fluorescenza e nella fosforescenza.

Tuttavia, quando le nanoparticelle plasmonic del metallo, compreso le nanoparticelle dell'argento o dell'oro, sono eccitate tramite radiazione elettromagnetica monocromatica, mostrano la fotoluminescenza molto debole. L'oscillazione degli elettroni dall'eccitazione di radiazione, conosciuta come un plasmon, può fornire un potenziamento nel campo ottico intorno ai nanostructures del metallo.

Come la spettroscopia plasmon-migliorata della fluorescenza funziona?

Fluorophores, quali le molecole di tintura organiche, consiste comunemente degli anelli aromatici o delle catene coniugate del carbonio. Gli stati di tripletto e della maglietta giro collo sono rappresentati nel diagramma di Jablonski e nei sottolivelli vibratorii e rotazionali. L'emissione di un fluorophore consiste di due variabili: rendimento quantico e vita. Le molecole che esibiscono un'emissione molto luminosa molto grande di manifestazione del rendimento quantico.

A seguito dell'eccitazione, il movimento delle molecole da un alto stato vibratorio allo stato vibratorio basso. Ciò è accompagnata dall'emissione di indicatore luminoso. Durante il plasmon migliorato la fluorescenza, Po, si riferisce alla potenza di eccitazione che è assorbita dal fluorophore e dalle nanoparticelle che piombo al suo stato eccitato.

La risonanza di superficie localizzata del plasmon descrive le oscillazioni collettive degli elettroni che piombo ai campi locali elettromagnetici intensi. L'accoppiamento di questa lunghezza d'onda di risonanza all'emettitore migliora il risparmio di temi di quantum di assorbimento e di emissione.

Frequenza elettromagnetica del plasmon

Il potenziamento di leggero emesso dovuto il potenziamento del plasmon può variare da dieci a vari cento-popolare. C'è certa classe di nanostructures che possono produrre i hotspot del campo elettrico locale. Queste regioni di miglioramento sono state studiate e possono essere costruite nei dimeri e nei cumuli di nanoparticella.

Per esempio, un fattore di potenziamento di 1340 volte è stato raggiunto per la singola fluorescenza della molecola della tintura N, N0-bis (2,6-diisopropyl fenolo) - 1,6,11,16-tetra- [4 di vicino infrarosso (butile 1,1,3,3-tetramethyl) fenossi] - quaterrylene-3,4: 13,14-bis (dicarboximide) (TPQDI).

Superfici per fluorescenza plasmon-migliorata

Le proprietà fluorescenti dell'isotiocianato di fluorescina (FITC) e della rodamina 6G in primo luogo sono state osservate dopo l'adsorbimento sulle pellicole d'argento ruvide dell'isola. La luminescenza di queste molecole è indistinguibile sulla pellicola d'argento liscia. I ricercatori più successivamente hanno scoperto che l'intensità dell'emissione era il più forte quando la lunghezza d'onda di risonanza del plasmon della pellicola d'argento ruvida di nanoparticella si sovrapponeva con il picco di assorbimento della tintura.

Altri substrati plasmon-migliorati della fluorescenza includono: metal le pellicole con la morfologia della superficie ruvida, le nanoparticelle incassate create con il micro o i metodi di nanofabbricazione, nanoparticelle chimicamente sintetizzate con la morfologia differente, nanoparticelle isolate shell.

Applicazioni

La applicazione principale di questo metodo è lo studio di singole molecole. Potere studiare il comportamento delle molecole specifiche all'interno di determinati microenvironments (quale una membrana di cellula tumorale all'interno del microenvironment del tumore) è altamente utile.

la spettroscopia Plasmon-migliorata della fluorescenza può anche essere usata per studiare il DNA dovuto la specificità con cui i nucleotidi legano ad uno un altro. I fili del DNA possono essere inclusi così come uno strumento per montaggio dell'architettura plasmon-migliorata di frequenza.

Gli origami del DNA sono un metodo molecolare dell'auto-installazione che è usato per progettare e costruire i nanostructures ultra-fini facendo uso degli acidi nucleici. In uno studio, gli origami del DNA sono stati usati per sistemare le nanoparticelle d'argento e poi il hotspot plasmonic è stato manipolato per migliorare la fluorescenza plasmon-migliorata più ulteriormente. Similmente, la cinetica dell'ibridazione del DNA può anche essere studiata facendo uso di questo metodo.

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Last Updated: May 29, 2019

Dr. Surat P

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Dr. Surat P

Dr. Surat graduated with a Ph.D. in Cell Biology and Mechanobiology from the Tata Institute of Fundamental Research (Mumbai, India) in 2016. Prior to her Ph.D., Surat studied for a Bachelor of Science (B.Sc.) degree in Zoology, during which she was the recipient of an Indian Academy of Sciences Summer Fellowship to study the proteins involved in AIDs. She produces feature articles on a wide range of topics, such as medical ethics, data manipulation, pseudoscience and superstition, education, and human evolution. She is passionate about science communication and writes articles covering all areas of the life sciences.  

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