Testování nanomateriálů na bázi oxidů kovů pro povrchem zesílenou Ramanovu spektroskopii

• Thesis title in Czech: Testování nanomateriálů na bázi oxidů kovů pro povrchem zesílenou Ramanovu spektroskopii
• Thesis title in English: Testing of metal oxide-based nanomaterials for surface-enhanced Raman spectroscopy
• Key words: nanočástice|SERS|plynové agregační zdroje|oxidy kovů|biodetekce
• English key words: nanoparticles|SERS|gas aggregation sources|metal oxides|biodetection
• Academic year of topic announcement: 2022/2023
• Thesis type: diploma thesis
• Thesis language: čeština
• Department: Institute of Physics of Charles University (32-FUUK)
• Supervisor: prof. RNDr. Marek Procházka, Ph.D.
• Author: hidden - assigned and confirmed by the Study Dept.
• Date of registration: 04.01.2023
• Date of assignment: 11.01.2023
• Confirmed by Study dept. on: 14.02.2023
• Advisors: doc. RNDr. Ondřej Kylián, Ph.D.

Guidelines

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.

References

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

Preliminary scope of work

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.