Plasmon-versterkte spectroscopie stelt wetenschappers in staat om gevoeligheid voor één molecuul en een laterale resolutie te bereiken, zelfs tot submoleculaire resolutie. Een grote uitdaging om een ​​gebruiksvriendelijk analytisch hulpmiddel te worden, is echter dat wetenschappers de meest relevante experimentele parameters met betrekking tot de technologie niet hebben begrepen. Twee onderzoekers uit Jena, Duitsland presenteert nu een methode om plasmonische eigenschappen tijdens het experiment te ontrafelen en zo een betrouwbare benadering te bieden om experimentele omstandigheden te onderzoeken en direct te optimaliseren.

Voor het verkennen van de nanoschaal tot ver buiten de optische resolutielimiet, tip-enhanced Raman-spectroscopie (TERS) wordt algemeen erkend als een essentiële maar nog steeds opkomende techniek. Met behulp van deze markervrije spectroscopische methode krijgen wetenschappers inzicht in de structurele en chemische samenstelling van oppervlakken met een resolutie op nanoschaal die met andere methoden niet toegankelijk zijn. Voorbeelden waar dergelijke resolutiespectroscopieën op nanoschaal cruciaal zijn, zijn structurele onderzoeken:van nieuwe materialen (bijv. 2D-materialen enz.), van eiwitaggregaten, van triggers voor ziekten zoals diabetes type II of de ziekte van Alzheimer, of zelfs van katalytische reacties op het werk. Echter, Het gebrek aan begrip van wetenschappers van cruciale parameters van de eigenlijke sonde beperkt nog steeds het potentieel van TERS als een gebruiksvriendelijk analytisch hulpmiddel. Tot nu toe zijn wetenschappers er niet in geslaagd de meest fundamenteel relevante experimentele parameters te ontrafelen, zoals de oppervlakteplasmonresonantie van de tip, opwarming als gevolg van temperatuurstijging in het nabije veld, en de link naar ruimtelijke resolutie.

In een nieuwe krant in Licht:Wetenschap &Toepassing , een onderzoeksteam uit Jena, Duitsland presenteert nu de eerste toegankelijke methode om ongekende inzichten te krijgen in de plasmonische activiteit van een enkel nanodeeltje tijdens een typisch TERS-experiment. Prof. Volker Deckert van het Leibniz Institute of Photonic Technology, jena, en Dr. Marie Richard-Lacroix van de Friedrich Schiller University Jena stellen een rechttoe rechtaan en puur experimentele methode voor om plasmonresonantie en nabije-veldtemperatuur te beoordelen die uitsluitend worden ervaren door de moleculen die rechtstreeks bijdragen aan het TERS-signaal. Met behulp van standaard TERS-experimentele apparatuur, de wetenschappers evalueren de gedetailleerde optische respons in het nabije veld, zowel op moleculair niveau als als functie van de tijd door gelijktijdig de spectrale intensiteiten van Stokes en anti-Stokes te onderzoeken. Hierdoor kunnen ze tijdens de meting de optische eigenschappen van elke individuele TERS-tip karakteriseren.

"De voorgestelde methode zou een grote stap kunnen zijn om de bruikbaarheid van TERS in de dagelijkse operatie te verbeteren, " Prof. Deckert legt uit. "De werkelijke omstandigheden waaraan de moleculen van het ene experiment naar het andere worden onderworpen, kunnen nu direct worden onderzocht en geoptimaliseerd, live, en op monsterschaal." Dit is vooral relevant als het gaat om het onderzoeken van biologische monsters zoals eiwitten die geen hoge temperaturen kunnen verdragen.

"Voor zover wij weten, geen enkele andere toegankelijke methode biedt toegang tot zo'n schat aan informatie over de plasmonische activiteit tijdens een typisch TERS-experiment, " zegt Dr. Richard-Lacroix.

"Wij zijn van mening dat deze methodologie zal bijdragen aan het verbeteren van de nauwkeurigheid van theoretische modellen en het vergemakkelijken van elk experimenteel plasmonisch onderzoek en de toepassing van TERS op het gebied van thermometrie op nanoschaal, ' voorzien de wetenschappers.