Гидроксиапатит, модифицированный наночастицами серебра, для регистрации спектров гигантского комбинационного рассеяния разнозаряженных аналитов

   Выполнена функционализация поверхности частиц гидроксиапатита (ГА) наночастицами серебра путем восстановления нитрата серебра в присутствии глюкозы или гидразина гидрохлорида. Получены нанокомпозиты (ГА)Ag двух типов, обладающие предположительно избыточным отрицательным и положительным зарядом: (ГА)Ag-I и (ГA)Ag-II. Методом капельного осаждения на поверхности стеклянных подложек сформированы плазмонные покрытия из частиц (ГА)Ag-I и (ГA)Ag-II, изучены их структурные и спектральные свойства. Проведено сравнительное исследование интенсивности спектров гигантского комбинационного рассеяния (ГКР) катионного и анионного порфиринов CuTMpyP4 и CuTPPS4, а также родамина 6G, адсорбированных на поверхности нанокомпозитов обоих типов. Установлено, что плазмонные структуры (ГА)Ag-I обеспечивают наибольшее усиление сигнала ГКР для катионного порфирина CuTMpyP4, в то время как для анионного порфирина CuTPPS4, адсорбированного на пленках из композита (ГA)Ag-II, наблюдается 40-кратный рост сигнала по сравнению с композитом (ГА)Ag-I. Для катионного красителя родамина 6G с зарядом +1 эффективность усиления сигнала ГКР наноструктурами (ГA)Ag-II в несколько раз выше, чем плазмонными пленками из (ГA)Ag-I. Продемонстрирована возможность путем изменения условий синтеза получать ГКР-активные субстраты с высокой эффективностью усиления сигнала ГКР как для анионных, так и для катионных молекул аналитов.

1. A. Jaworska, S. Fornasaro, V. Sergo, A. Bonifacio. Biosensors, 6 (2016) 47—64

2. H. Liu, X. Gao, C. Xu, D. Liu. Theranostics, 12 (2022) 1870—1903

3. Kenry, F. Nicolson, L. Clark, S. R. Panikkanvalappil, B. Andreiuk, C. Andreou. Nanotheranostics, 6 (2022) 31—49

4. K. Kim, K. S. Shin. Anal. Sci., 27 (2011) 775—783

5. V. Shvalya, G. Filipicˇ, J. Zavasnik, I. Abdulhalim, U. Cvelbar. Appl. Phys. Rev., 7 (2020) 031307(1-35)

6. L. Yang, P. Li, H. Liu, X. Tang, J. Liu. Chem. Soc. Rev., 44 (2015) 2837—2848

7. M. M. Harper, K. S. McKeating, K. Faulds. Phys. Chem. Chem. Phys., 15 (2013) 5312—5328

8. K. Kim, K. S. Shin. Anal. Sci., 27 (2011) 775—783

9. P. A. Mosser-Boss. Nanomaterials, 7 (2017) 142(1—30)

10. J. B. Jackson, N. J. Halas. Proc. Natl. Acad. Sci., 101 (2004) 17930—17935

11. R. G. Freeman, K. C. Grabar, K. J. Allison, R. M. Bright, J. A. Davis, A. P. Guthrie, M. B. Hommer, M. A. Jackson, P. C. Smith, D. G. Walter, M. J. Natan. Science, 267 (1995) 1629—1632

12. G. Zito, G. Rusciano, G. Pesce, A. Dochshanov, A. Sasso. Nanoscale, 7 (2015) 8593—8606

13. H. K. Lee, Y. Hong. Lee, C. S. L. Koh, G. C. Phan-Quang, X. Han, C. L. Lay, H. Y. Fan Sim, Y.-C. Kao, Q. An, X. Y. Lin. Chem. Soc. Rev., 48 (2019) 731—756

14. C. Schmuck, P. Wich, B. Küstner, W. Kiefer, S. Schlücker. Angew. Chem., Int. Ed. Engl., 46 (2007) 4786—4789

15. M. Gellner, S. Niebling, H. Y. Kuchelmeister, C. Schmuck, S. Schlücker. Chem. Commun. (Cambridge, U. K.), 47 (2011) 12762—12764

16. S. Chang, Z. A. Combs, M. K. Gupta, R. Davis, V. V. Tsukruk. ACS Appl. Mater. Interfaces, 2 (2010) 3333—3339

17. J.-S. Wi, S. Tominaka, K. Uosaki, T. Nagao. Phys. Chem. Chem. Phys., 14 (2012) 9131—9136

18. A. M. Yashchenok, D. Borisova, B. V. Parakhonskiy, A. Masic, B.-E. Pinchasik, H. Möhwald, A. G. Skirtach. Ann. Phys., 524 (2012) 723—732

19. I. Y. Stetciura, A. V. Markin, A. N. Ponomarev, A. V. Yakimansky, T. S. Demina, C. Grandfils, D. V. Volodkin, D. A. Gorin. Langmuir, 29 (2013) 4140—4147

20. E.-O. Ganbold, J.-H. Park, U. Dembereldorj, K.-S. Ock, S.-W. Joo. J. Raman Spectrosc., 42, N 8 (2011) 1614—1619

21. M. Moskovits. Rev. Mod. Phys., 57 (1985) 783—826

22. H. K. Lee, Y. H. Lee, C. S. L. Koh, G. C. Phan-Quang, X. Han, C. L. Lay, H. Y. F. Sim, Y.-C. Kao, Q. An, X. Y. Ling. Chem. Soc. Rev., 48 (2019) 731—756

23. D. Lierop, Z. Krpetić, L. Guerrini, I. A. Larmour, J. A. Dougan, K. Faulds, D. Graham. Chem. Commun., 48 (2012) 8192—8194

24. X. Qin, M. Lyu, Y. Si, J. Yang, Z. Wu, J. Li. Anal. Chim. Acta, 1043 (2018) 115—122

25. R. A. Alvarez-Puebla, E. Arceo, P. J. Goulet, J. J. Garrido, R. F. Aroca. J. Phys. Chem. B, 109 (2005) 3787—3792

26. B. Shan, Y. Pu, Y. Chen, M. Liao, M. Li. Coord. Chem. Rev., 371 (2018) 11—37

27. А. Ю. Панарин, А. В. Абакшонок, П. Мойзес, С. Н. Терехов. Журн. прикл. спектр., 88 (2021) 747—753

28. A. V. Abakshonok, A. N. Eryomin, V. E. Agabekov. Adv. Mater. Res., 1085 (2015) 113—118

29. А. Н. Еремин, А. В. Абакшонок, В. Е. Агабеков, М. В. Макаренко. Весцi НАН Беларусi. Сер. хiм. навук, № 3 (2013) 60—68

30. D. Paramelle, A. Sadovoy, S. Gorelik, P. Free, J. Hobley, D. G. Fernig. Analyst, 139 (2014) 4855—4861

31. O. Kulakovich, A. Shirokaya, A. Muravitskaya. Nanotechnology, 34 (2023) 405601

32. А. Ю. Панарин, А. В. Абакшонок, А. Н. Еремин, С. Н. Терехов. Опт. и спектр., 122 (2017) 933—938

33. A. M. Michaels, J. Jiang, L. Brus. J. Phys. Chem. B., 104 (2000) 11965—11971

34. I. Kruglenko, J. Burlachenko, B. Snopok. Eng. Proc., 58 (2023) 115, doi: 10.3390/ecsa-10-16200