border=0

It brûken fan nanotechnology foar it ûndersyk fan biologyske objekten

<== foarige artikel | Folgjende artikel ==>

It effekt fan plasmon-resonânsje.

In plasma is in kwasi - partikulier dat oerienkomt mei de kwantaasje fan plasma-oszillaasjes, dy't kollektive oscillaasjes fan in frije elektroangas binne.

De magyske helderheid fan goud (lykas oare metalen) is fanwege de refleksje fan ljocht fan oerflakplasmons - quasiparticles, ûntstean út de kwantaasje fan kollektive oscillaasjes fan fergese elektronen yn in metaal.

Gouden nanopartilen (resonators) hawwe in plasmon resonancefrekwinsje ferlike mei de peak fan de optyske tinzen fan in soad metalloproteinen.

Plasmon spilet in grutte rol yn 'e optyske eigenskippen fan metalen. Ljocht mei in frekwinsje ûnder de plasmafrekwinsje is reflektearre, om't de elektroanen yn it metalen skieden it elektryske fjild yn 'e ljocht elektromagnetyske welle. Ljocht mei in frekwinsje boppe de plasmafrekwinsje giet, om't elektroanen net gau genôch reagearje om it te beskermjen.

Yn 'e measte metalen is de plasmafrekwinsje yn' e ultravioletregion fan it spektrum, sadat se har yn 'e sichtbere omfang leuk meitsje. Yn dopearre halbleksen is de plasmafrekwinsje normaal yn 'e ultravioletregion.

De plasmon-enerzjy kin bepaald wurde yn it model fan hast frije elektronen as:

, (12 1)

dêr't n de tichteens fan valence electrons is, e is de elemintêre lading, m is de elektroanenmassa en - dielektrike konstante fan fakuüm.

Surfaceplasmons interakt sterke mei ljocht, dy't liedt ta de formaasje fan polaritons . Se spylje in rol yn 'e fergrutting fan oerflak fan Raman ljochtstreaming en yn' e ferklearring fan anomalies yn 'e beurtraasje fan metalen. Surfaceplasmon resonânsje wurdt brûkt yn biochemistry om de oanwêzigens fan molekulen op it oerflak te bestimmen.

Plasmons wurde beskôge as in middel om ynformaasje te ferpleatsen yn komputer chips , om't de draad foar plasmonen in soad dûner wêze kinne as normale draad en kinne folle hegere frequinsjes stypje (yn 'e 100-tz-modus, wierskynlik konvinsjele draaien hawwe grutte ferlies ek by 10 GHz ).

Se binne ek foarsteld as middel foar lithografy en hege resolúsje mikroskoop fanwege har ekstra lytse wellen>

Surface-plasmon-resonânsje komt op 'e metalen ûndergrûn ûnder de betingst fan totale ynterne refleksje en is karakterisearre troch in spesifike wjerspegel fan' e refleksje en, dêrom, in refraktive yndeks.

Dit effekt, opkomt op it oerflak fan in metalen film, sprekt djip yn 'e oplossing, ferwoastend eksponentiell as funksje fan ôfstân. De ynteraksjes tusken molekulen feroarje de dampige welle, dy't liedt ta in feroaring yn 'e skaaimerken fan' e oerflakplasmon, dy't útdrukt binne yn feroaringen yn 'e resonânse hoeke en refraktive yndeks yn' e oerflakke laach. De feroaring yn 'e refractive yndeks wurdt brûkt om de ynteraksje fan ljocht te beoardieljen mei biomolekulen.

Fig. 12.5 It fenomeen fan oerflakplasmon resonânsje.

Optyske spektrometry makket jo ûndersykje te ûndersykjen fan proteins dy't in optyske toetsen hawwe yn it sichtbere berik fan elektromagnetyske strieling (chromoproteins) troch it messen fan de oplossing fan ljocht by bepaalde ("karakteristyk" foar spesifike molekulen). Sa'n mjittingen fertsjinje lykwols gewoan heech konsintraasjes fan eau, en de romtlike oplossing fan dizze metoade is tige leech (meastal wurde de oplossingen fan molekulen yn spektrometryske sellen studearre, en it is net in fraach fan krekt wêr't de molekulen yn 'e sel is lizze).

In soad gefoelich binne metoaden basearre op mjitting fluoreszenzens (yn kombinaasje mei konfokale mikroskopy kinne se de lokaasje fan molekulen binnen in libbensdel) befetsje, mar hjir is it needsaaklik om de studearre molekulen te feroarjen mei spesjale etiketermolekken, dy't net altyd winsklik en mooglik binne.

In oare metoade wurdt faak brûkt yn biology - kearnmagnetyske resonânsje-spektroskopy - freget ek frijwat grutte konsintraasjes fan eagje en faak isotopyske tekening fan in objekt dat kompleks is yn libbenssystemen.

De foarstelde metoade is basearre op 'e ynfiering fan nanoskopyske gouden dieltsjes fan in kontrolearre grutte (20-30 nm) yn libbene sellen. Elektronen op it oerflak fan dieltsjes fan sokke metalen as gouden of sulver kollektive oszillate yn antwurd op bestriding mei ljocht fan in bepaalde wellen>plasmon resonânsje . De resonânsjefrekken fan dizze nanoteiltsjes binne folle makliker om te registeren as in swak (troch tige leech) konsonante optyske sinjalen fan biologyske molekulen, wêrtroch mooglik is foar mjittings.

Maatregels binne basearre op in fenomeen dy't de migraasje fan Plasmon-resonânsje-enerzjy (MENR) neamt, dat is dat proteinmolekels adsorbearje op it oerflak fan gouden dieltsjes faaks "guon" fan 'e plasmon-resonânsje-enerzjy yn' e holle te lûken, dat frijwat maklik te registeren is mei spesifike "dips" yn 'e streekspektra' nommen 'fan dizze dieltsjes.

De wichtichste betingst foar dit effekt is it oerlappen fan de Plasman-resonânsjefrekwinsje en de optyske absorptiefrequenzen fan it protein, in ferplichting lykas dat yn 'e hegere bekende metoade fan resonante enerzjyferfier fan fluoreszinsje oplein. It is dizze betingst dat bepaald dat de dieltsjes besteane út goud en har grutte (dieltsjes fan dizze grutte hawwe in pyk fan plasmon resonânsje yn 'e regio 530-580 nm, oerlappend it absorptive ramt fan cytochrom (s), dat foar it stúdzje keazen waard. Energie is fergelykber mei enerzjymigraasje ûnder fluoreszens (de saneamde Förster dipole-dipol-ynteraksje).

Yn 'e opset fan figuer 12.5 wurde goud nanopartikelen yn in bepaald winkel ferljochte troch in fasekontrastekondensator. De parameter dy't ûndersocht is ljochtstreeking (de mjitstêf dy't krekt beynfloede is troch plasmonsononositeit), opnommen troch in kleurkamera en analysearret mei in spektrophotometer.

De "quenching" fan it plasmon-resonanspektrum dy't feroarsake is troch de migraasje fan enerzjy nei biomolekulen dy't absorbeare op it oerflak fan nanopartikelen beskôgje as spesifike "gatten" yn 'e streekspektra yn' e waan> (figuer 12.6g). Foar effisjoneel enerzjyferbettering is it nedich dat de spraak- en absorptespektra oerlappe. Om't sokke resonante migraasje in direkte oerdracht is, en dêrtroch hurder en effisjinter as optyske oplossing foarkomt, kin de MENR-spektra's opnommen wurde troch in gewoane optyske systeem, dy't ûnmooglik wêze soe mei "konvinsjonele" optyske spektroskopy.

Fig. 12.6 It fenomeen fan "ôfbrekken" fan plasmonenresonante troch de migraasje fan enerzjy nei biomolekulen.

A. Ynstallaasjesysteem.

B. It typysk spektrum fan 'e Rayleigh (elastysk) fersprieding fan goudnano's. Foar dieltsjes mei in grutte fan 30 nm is in peak by 530-580 nm karakteristyk.

B. Typysk optysk absorptyfespektrum fan it protein (cytochrom c). Typyske peaks binne 530 nm foar de oxidearre foarm (Fe III) en 525 nm en 550 nm foar fermindering (Fe II).

G. "Dips" op it Plasman-resonânsje (streekrjocht) spectrum dy't feroarsake is troch enerzjymigridyd nei in biomolekule yn 'e waad>

Foar ûndersyksjen is it net nedich om krekt goud te nimmen: ferlykbere eksperiminten waarden útfierd op sulveren nanoartikelen dy't ynteraksearje mei hemoglobine (de plasmon-resonantefrekwinsje fan sulveren dieltsjes en de Soret hemoglobinband (~ 407 nm) binne yn deselde spektralgebiet). As jo ​​oare metalen brûke, kinne jo in simpele ynfloed hawwe yn 'e ultraviolet of yn' e ynfrareare regio's fan it spektrum - bygelyks om de ynteraksje te identifisearjen mei nukleêre soarten of de measte proteins dy't gjin ljocht yn 'e sichtbere regio opnimme.

Undersikers leauwe dat it meast be>

<== foarige artikel | Folgjende artikel ==>





Sjoch ek:

De tydlike karakteristyk fan 'e wittenskip fan aktive stimulâns

Rasterelektronikmikroskoop

Nuklear magnetyske resonânsje

Physysk aard fan 'e tunnel-effekt

Principes fan bou en funksjes fan it funksjonearjen fan elektromechanyske quantum oszillatorsysteem

Meissner-effekt en har praktyske tapassing

Fysike basis fan tapassing fan it ferskynsel fan superkonduktiviteit yn mjittingen

Optyske immunosensors

Eigenskippen fan 'e fysika fan netlineare prosessen yn komplekse dynamyske systeemen

>

Carbon nanotubes

SQUID op wikseljende stream

Subjektyf sensoryske wittenskip. Absolute drompel fan sensaasje. Dielde divyzje. Drompel fan diskriminaasje. Weber's wet. Weber-Fechner wet. Stevens skaal. Elk touch systeem

Return to Table of Contents: Physical Phenomena

Views: 3305

11.45.9.61 © edudocs.fun is net de auteur fan de materialen dy't ynbrocht binne. Mar leveret de mooglikheid fan fergees gebrûk. Is der in fertsjinwurdiging fan 'e autoriteit? Skriuw ús | Feedback .