Подложки для определения следовых количеств веществ с помощью ГКР

Подложки для определения

следовых количеств веществ с помощью

ГКР

ПАНФИЛОВА ЕЛИЗАВЕТА ВИКТОРОВНА, к.х.н.

Лаборатория нанобиотехнологии ИБФРМ РАН

Заведующий лабораторией д. ф.-м.н., проф. Хлебцов Н.Г.

Актуальность проекта

Угроза терроризма Распространение опасных и

токсичных химических веществ Распространение наркотических

компонентов Ранняя неинвазивная диагностика

заболеваний человека Контроль качества сырья в различных

отраслях народного хозяйства

КР: высокая селективность

Спектр КР кокаина (внизу) и гидрохлорида кокаина (вверху).Длина волны лазера 785 нм.

КР: определение взрывчатых веществ

Достоинства КР-спектроскопии

неразрушающий анализ высокая селективность отсутствие помех от воды отсутствие пробоподготовки возможность миниатюризации спектр как «отпечатки пальцев» простота расшифровки спектра

ПРОБЛЕМА

СЛАБЫЙ СИГНАЛ

→ анализ только массивных образцов→ увеличение продолжительности

анализа

Решение: усиление сигнала на поверхности металла

ПРОБЛЕМА

Нанолитография, нанесение пленок на наноструктуры – сложные, дорогостоящие

техники, не применимые для сбора реальных образцов.

Решение: ГКР-активные частицы на

бумагеКоллоидное

золото, Au-Ag

наностержни

Au наностержни

Au нанозвезды

Au/Ag наноклетки

Как это работает:

Сбор пробы Концентрирование Съемка спектра

Преимущества продукта Простота изготовления Дешевизна (носитель-бумага) Удобство использования (пробоотбор

непосредственно с поверхности) Отсутствие пробоподготовки Высокая селективность Определение следовых количеств (фг

аналита) Легкость утилизации

Потенциальный потребитель

в 315 аэропортах

на 348 ж/д вокзалах

в 42 морских портах

ГОСНАРКОКОНТРОЛЬСЛУЖБА КОНТРОЛЯ

35 000 сотрудников

КонкурентыСпециально обученные собаки

Недостатки: «лай собаки к протоколу не

пришьешь» - необходимость проведения анализа традиционными методами

Обученная собака ~10 тыс $ Можно сбить с толку (запах

лимона) Неселективен

Достоинства: Уже используется Эффективность доказана

практикой

Конкуренты

Достоинства:

Высокий коэффициент усиления

Воспроизводимый результат

Недостатки: Как на нее собирать

пробу? 110 $ (!!!) за 1 шт

Подложки Klarite на основе кремния

Текущее состояние проекта Синтезированы коллоиды золотых

нанозвезд, серебряных нанокубов, золотосеребряных наноклеток и наностержней.

Текущее состояние проекта

Показано, что коллоид золотых наностержней обладает усилением ГКР-сигнала на 5 порядков.

Б.Н. Хлебцов, В.А. Ханадеев, Е.В. Панфилова, С.А. Минаева, М.Ю. Цветков, В.Н. Баграташвили, Н.Г. Хлебцов. Платформы для поверхностно-усиленного комбинационного рассеяния на основе ассемблированных золотых наностержней // Российские нанотехнологии. – 2012. – Т. 7. – № 7–8. – С. 47–57.

Текущее состояние проекта

Отработана методика постановки ГКР-эксперимента

Заказан спектрометр комбинационного рассеяния RAM-PRO-785

РискиТехнические риски На данном этапе сложно рассчитать

стоимость конечного продукта (неизвестна оптимальная концентрация частиц)

Временные риски Недостаточность информированности

широких масс о методе много времени может быть потрачено на продвижение продукта.

Прочие риски Внедрение продукта в госслужбы

бюрократические проволочки

Этапы реализации1 год: Синтез наночастиц различных типов Определение оптимальной

концентрации ГКР-активных частиц для нанесения на подложку

Нахождение оптимального способа нанесения частиц на подложку.

Изготовление подложек с НЧ различных типов

Этапы реализации2 год: Определение оптимального сочетания

формы НЧ и удобства изготовления подложек

Демонстрация возможности определения следовых количеств вещества с помощью ГКР-технологии полученных подложек на примере R6G

Оформление патента на изобретение

Расходы

Покупка реактивов для синтеза НЧ Оформление патента Оплата публикаций Представление результатов на научно-

технических форумах

Публикации по теме проекта

М.Ю. Цветков, Б.Н. Хлебцов, Е.В. Панфилова, В.Н. Баграташвили, Н.Г. Хлебцов. Золотые наностержни как перспективная технологическая платформа для SERS-аналитики // Рос. хим. ж. (Ж. Рос. хим. об-ва им. Д.И. Менделеева). – 2012. – Т. 56. – № 1–2. – С. 83–90.

Б.Н. Хлебцов, В.А. Ханадеев, Е.В. Панфилова, С.А. Минаева, М.Ю. Цветков, В.Н. Баграташвили, Н.Г. Хлебцов. Платформы для поверхностно-усиленного комбинационного рассеяния на основе ассемблированных золотых наностержней // Российские нанотехнологии. – 2012. – Т. 7. – № 7–8. – С. 47–57.

Хлебцов Б.Н., Ханадеев В.А., Панфилова Е.В., Пылаев Т.Е., Бибикова О.А., Староверов С.А., Богатырев В.А., Дыкман Л.А., Хлебцов Н.Г. Новые типы наноматериалов: порошки золотых наносфер, наностержней, нанозвезд и золото-серебряных наноклеток // Российские нанотехнологии. 2012. Т. 7, № 11-12. С. 73-80.

Khlebtsov B.N., Panfilova E.V., Terentyuk G.S., Maksimova I.L., Ivanov A.V., Khlebtsov N.G. Plasmonic nanopowders for photothermal therapy of tumors // Langmuir. 2012. V. 28, P. 8994-9002.

Панфилова E.B., Хлебцов Б.Н., Буров А.М., Хлебцов Н.Г. Исследование параметров реакции полиольного синтеза, контролирующих высокий выход серебряных нанокубиков // Коллоидный журнал. 2012. Т. 74., № 1. С.104-114.

БЛАГОДАРЮ ЗА ВНИМАНИЕ