Testování nanomateriálů na bázi oxidů kovů pro povrchem zesílenou Ramanovu spektroskopii

• Název práce v češtině: Testování nanomateriálů na bázi oxidů kovů pro povrchem zesílenou Ramanovu spektroskopii
• Název v anglickém jazyce: Testing of metal oxide-based nanomaterials for surface-enhanced Raman spectroscopy
• Klíčová slova: nanočástice|SERS|plynové agregační zdroje|oxidy kovů|biodetekce
• Klíčová slova anglicky: nanoparticles|SERS|gas aggregation sources|metal oxides|biodetection
• Akademický rok vypsání: 2022/2023
• Typ práce: diplomová práce
• Jazyk práce: čeština
• Ústav: Fyzikální ústav UK (32-FUUK)
• Vedoucí / školitel: prof. RNDr. Marek Procházka, Ph.D.
• Řešitel: skrytý - zadáno a potvrzeno stud. odd.
• Datum přihlášení: 04.01.2023
• Datum zadání: 11.01.2023
• Datum potvrzení stud. oddělením: 14.02.2023
• Konzultanti: doc. RNDr. Ondřej Kylián, Ph.D.

Zásady pro vypracování

1. Seznámit se s přípravou nanomateriálů na bázi oxidů kovů.
2. Zvládnout obsluhu a měření na Ramanově mikrospektrometru.
3. Otestovat různé nanosubstráty na bázi oxidů kovů a podmínky pro měření SERS spekter vybraných molekul.
4. Stanovit detekční limity vybraných molekul.
5. Stanovit spektrální reprodukovatelnost různě připravených substrátů.

Seznam odborné literatury

1. M. Procházka, Surface-enhanced Raman spectroscopy, Bioanalytical, Biomolecular and Medical Applications, Springer, 2016.
2. Vybrané diplomové práce a vybraný soubor původních prací.

Předběžná náplň práce

Spektroskopie Ramanova rozptylu je optická vibrační technika používaná k detekci, identifikaci a studiu biomolekul. Její nízkou citlivost lze vylepšit pomocí techniky povrchem zesíleného Ramanova rozptylu (surface-enhanced Raman scattering - SERS), kdy dochází k silnému zesílení Ramanova rozptylu studované molekuly navázané na vhodný nanostrukturní povrch. SERS-aktivní povrchy jsou nejčastěji na bázi plazmonických kovů (stříbro, zlato), ale v poslední době se objevují i aplikace na neplazmonických kovech a jejich oxidech.
Cílem této metodické práce bude otestovat různé povrchy na bázi oxidů kovů pro SERS detekci biologicky významných molekul s důrazem na citlivost a reprodukovatelnost, které jsou hlavní podmínkou analytických aplikací a biosenzingu. Testovanými povrchy budou různé nanomateriály na bázi oxidů kovů (například vanadu a niobia) popřípadě hybridních materiálů kov/oxid kovu, připravované metodami založenými na nerovnovážném plazmatu na Katedře makromolekulární fyziky MFF UK. Práce bude zaměřena na biologicky významné molekuly s přenosem náboje mezi molekulou a povrchem, který je nezbytný pro SERS zesílení.