Обнаружение одиночных молекул по плазмонно-усиленной люминесценции коллоидных наночастиц CeYTbF3

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Разработана методика обнаружения молекул в растворе с помощью люминесцентных наночастиц. Плазмонные наночастицы изменяют их свечение из-за эффектов Парселла и Ферстера, последний ведет к тушению люминесценции. Моделирование этих эффектов в коллоидном растворе позволяет определить условия усиления и тушения, что открывает путь к увеличению чувствительности сенсоров, основанных на люминесценции.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Э. А. Избасарова

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Казанский (Приволжский) федеральный университет»

Автор, ответственный за переписку.
Email: Izbasarova.E.A@mail.ru

Институт физики

Россия, Казань

А. Р. Газизов

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Казанский (Приволжский) федеральный университет»

Email: Izbasarova.E.A@mail.ru

Институт физики

Россия, Казань

Список литературы

  1. Cohen L., Cui N., Cai Y. et al. // ACS Nano. 2020. V. 14. No. 8. P. 9491.
  2. Barik A., Otto L.M., Yoo D. et al. // Nano Lett. 2014. V. 14. No. 4. P. 2006.
  3. Избасарова Э.А., Газизов А.Р., Харинцев С.С. // Изв. РАН. Сер. физ. 2023. Т. 87. № 12. С. 1788, Izbasarova E.A., Gazizov A.R., Kharintsev S.S. et al. // Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 2023. V. 87. No. 12. P. 1862.
  4. Qin X., Xu J., Wu Y., Liu X. // ACS Cent. Sci. 2019. V. 5. P. 29.
  5. Chen G., Ohulchanskyy T.Y., Liu S. et al. // ACS Nano. 2012. V. 6. No. 4. P. 2969.
  6. Shah S.J., Li W., Tang Y. et al. // Appl. Catal. B. 2022. V. 315. Art. No. 121555.
  7. Жарков Д.К., Шмелев А.Г., Леонтьев А.В. и др. // Изв. РАН. Сер. физ. 2020. Т. 84. № 12. С. 1746, Zharkov D.K., Shmelev A.G., Leontyev A.V. et al. // Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 2020. V. 84. No. 12. P. 1486.
  8. Mendez-Gonzalez D., Lopez-Cabarcos E., Rubio-Retama J., Laurenti M. // Adv. Colloid Interface Sci. 2017. V. 249. P. 66.
  9. Yang B., Chen H., Zheng Z., Li G. // J. Luminescence. 2020. V. 223. Art. No. 117226.
  10. Han Y., Noor M.O., Sedighi A. et al. // Langmuir. 2017. V. 33. No. 45. P. 12839.
  11. Mendez-Gonzalez D., Melle S., Calderón O.G. et al. // Nanoscale. 2019. V. 11. No. 29. P. 13832.
  12. Kushlyk M., Tsiumra V., Zhydachevsky Y. et al. // J. Alloys Compounds. 2019. V. 804. P. 202.
  13. Lu D., Cho S.K., Ahn S. et al. // ACS Nano. 2014. V. 8. No. 8. P. 7780.
  14. Sun Q.C., Mundoor H., Ribot J.C. et al. // ACS Nano. 2014. V. 14. No. 1. P. 101.
  15. Saboktakin M., Ye X., Chettiar U.K. et al. // ACS Nano. 2013. V. 7. No. 8. P. 7186.
  16. Greybush N.J., Saboktakin M., Ye X. et al. // ACS Nano. 2014. V. 8. No. 9. P. 9482.
  17. Yi G., Moon B.S., Wen X. et al. // J. Phys. Chem. C. 2018. V. 122. No. 24. P. 13047.
  18. Das A., Mao C., Cho S.et al. // Nature Commun. 2018. V. 9. No. 1. P. 4828.
  19. Zhang S.Z., Sun L.D., Tian H. et al. // Chem. Commun. 2009. No. 18. P. 2547.
  20. Wu Q., Long Q., Li H. et al. // Talanta. 2015. V. 136. P. 47.
  21. Li Z., Wang L., Wang Z. et al. // J. Phys. Chem. C. 2011. V. 115. No. 8. P. 3291.
  22. Seregina E.A., Seregin A.A., Tikhonov G.V. // Opt. Spectrosc. 2014. V. 116. No. 3. P. 438.
  23. Terra I.A., Borrero-González L.J., Almeida J.M. et al. // Quim. Nova. 2020. V. 43. P. 188.
  24. Ramble J.R. Handbook of chemistry and physics. CRC Press, 2021. 1550 p.
  25. https://www.chemsrc.com/en/cas/9002-98-6_658402.html
  26. Neese F. // Wiley Interdiscip. Rev. Comput. Mol. Sci. 2012. V. 2. P. 73.
  27. Weigend F., Ahlrichs R. // Phys. Chem. Chem. Phys. 2005. V. 7. P. 3297.
  28. Becke A.D. // J. Chem. Phys. 1993. V. 98. P. 5648.
  29. Lee C., Yang W., Parr R.G. // Phys. Rev. B. 1988. V. 37. P. 785.
  30. Grimme S., Antony J., Ehrlich S. et al. // J. Chem. Phys. 2010. V. 132. No. 15. P. 154104.
  31. Grimme S., Ehrlich S., Goerigk L. // J. Comput. Chem. 2011. V. 32. P. 1456.
  32. Valueva S.V., Vylegzhanina M.E., Meleshko T.K. et al. // Russ. J. Appl. Chem. 2020. V. 93. P. 89.
  33. https://omlc.org/spectra/PhotochemCAD/html/084.html.
  34. Pudovkin M.S., Kalinichenko S.I., Nizamutdinov A.S. // Opt. Mater. 2024. V. 148. Art. No. 114831.
  35. Nizamutdinov A., Lukinova E., Shamsutdinov N. et al. // J. Compos. Sci. 2023. V. 7. P. 255.
  36. Khusainova A.I., Nizamutdinov A.S., Shamsutdinov N.I. et al. // Materials. 2024. V. 17. P. 316.
  37. Gazizov A.R., Salakhov M.Kh., Kharintsev S.S. // Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 2022. V. 86. Suppl. 1. P. S71.
  38. Газизов А.Р., Салахов М.Х., Харинцев С.С. // Письма в ЖЭТФ. 2023. Т. 117. № 9. C. 670, Gazizov A.R., Salakhov M. Kh., Kharintsev S.S. // JETP Lett. 2023. V. 117. No. 9. P. 668.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Нормированный экспериментальный спектр люминесценции ионов Tb3+ (синий спектр) и спектр поглощенной в золоте мощности (оранжевый спектр). Во вставке представлено схематичное изображение безызлучательной передачи энергии от донора к акцептору.

Скачать (320KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Зависимость коэффициентов Парселла и Ферстера от толщины слоя линкера в конфигурации с одной золотой наночастицей диаметром 95 (а) и 10 нм (б), в параллельной конфигурации с двумя золотыми наночастицами диаметрами 95 нм (в) и в конфигурации, в которой люминофор связан с двумя соприкасающимися золотыми наночастицами (г). Во вставке представлены схематичные изображения конфигураций системы.

Скачать (776KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Коэффициент усиления Парселла в случаях одиночной золотой наночастицы с различным числом молекул аналита (радахлорин) вблизи нее (а), одной молекулы аналита (радахлорин) с серебряной наночастицей (б) и частицей из друде-материала (в), и одной молекулы аналита (бенгальского розового) с золотой наночастицей (в).

Скачать (760KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Коэффициент усиления Парселла для конфигурации 5 золотых наночастиц на золотой подложке в форме пирамиды (а) для случаев отсутствия аналита и присутствия радахлорина или бенгальского розового (б).

Скачать (386KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».