Magneto-plazmoninės nanodalelės biologinių paviršių SERS analizei (SM-ARTSERS) (Nr. 01.2.2-LMT-K-718-03-0078)

Santrauka
Projekto tikslas - moksliniai tyrimai, skirti kurti pažangias medžiagas, kurios vėliau galėtų būti komercinamos - hibridines magneto plazmonines nanodaleles biomolekulių paviršiaus sustiprintai Ramano spektroskopijai.
Paviršiaus sustiprinta Ramano spektroskopija (SERS) - tai virpesinės spektroskopijos metodas pasižymintis dideliu jautriu bei gebantis suteikti informacijos apie metalinių nanodarinių artimojoje aplinkoje esančių ar ant jų adsorbuotų molekulių struktūras, unikalius jų spektrinius žymenis (angl.: fingerprints) bei atliekamas funkcijas. Tokia informacija yra ypatingai svarbi fundamentiniams bei diagnostiniams sunkiai pasiekiamų biologinių paviršių tyrimams. Iš kitos pusės, SERS tyrimo metodas susiduria su tokiais iššūkiais, kaip žemu spektrinio signalo atsikartojamumu bei mėginyje esančių priemaišų spektrinėmis juostomis. Jie apriboja metodo perkėlimą iš mokslinių laboratorijų į biotechnologines įmones ar klinikinius tyrimus. Šiuos iššūkius būtų galima įveikti pagerinus SERS eksperimentų metu naudojamą plazmoninį padėklą. Taigi, šio projekto tikslas yra lazerinės abliacijos metodu sukurti ypač jautrų ir lengvai atkartojamą hibridinį magneto-plazmoninį SERS padėklą. Lazerinės abliacijos būdu pagamintose struktūrose nelieka pašalinių organinių junginių, dažniausiai naudojamų sintezės metu ar vėlesnei dalelių stabilizacijai. Taip sumažinama užterštumo problema. Pagaminti nanodariniai pasižymės magnetinėmis ir plazmoninėmis savybėmis. Magnetinė dalis, esant išoriniam magnetiniam laukui, leis nukreipti šias nanostruktūras iš tirpalo į magneto-plazmoninį SERS padėklą, tokiu būdu padidinant spektrinių signalų stiprinimo faktorių. Šio tarpdisciplininio projekto vykdymui ir naujų hibridinių magneto-plazmoninių nanodalelių kūrimui susitelkė skirtingų mokslo sričių ekspertai: lazerinių technologijų, Ramano spektroskopijos, organinės ir neorganinės sintezės, paviršiaus ir koloidų chemijos bei biospektroskopijos, o išvystyta nanomedžiagų technologija leis sukurtas nanostruktūras panaudoti plačioje biologinių paviršių tyrimų srityje.

 

Siekiamas rezultatas: įgyvendinus projektą, pasiekti moksliniai rezultatai bus publikuoti bent 6 mokslo straipsniuose tarptautiniuose aukščiausios kategorijos fizikinės chemijos, biofizikinės chemijos ir spektroskopijos žurnaluose. Taip pat bus pateikta tarptautinė patentinė paraiška. Spektrinių metodų pritaikymui medicininėje diagnostikoje ypač svarbu užtikrinti matavimų patikimumą ir jautrumą analitei. SERS puikiai atitinka šiuos reikalavimus, tačiau tokiems taikymams reikia išspręsti pagrindinius SERS trūkumus: mažą atsikartojamumą ir jautrumą priemaišoms. Šie trūkumai projekto metu bus sprendžiami ir tikimasi sukurti aukštos kokybės SERS substratus, veikiančius NIR srityje. Šių substratų paskirtis – įvairių biologinių paviršių tyrimas bei pritaikymas jautriems ir chemiškai atrankiems optiniams biologiniams jutikliams.

 

Finansavimas
Projektas bendrai finansuotas iš Europos regioninės plėtros fondo lėšų pagal 01.2.2-LMT-K-718 priemonės veiklą „Aukšto lygio tyrėjų grupių vykdomi moksliniai tyrimai, skirti kurti ūkio sektoriams aktualias MTEP veiklų tematikas atitinkančius rezultatus, kurie vėliau galėtų būti komercinami“.