Обнаружение одиночных молекул по плазмонно-усиленной люминесценции коллоидных наночастиц CeYTbF3

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Разработана методика обнаружения молекул в растворе с помощью люминесцентных наночастиц. Плазмонные наночастицы изменяют их свечение из-за эффектов Парселла и Ферстера, последний ведет к тушению люминесценции. Моделирование этих эффектов в коллоидном растворе позволяет определить условия усиления и тушения, что открывает путь к увеличению чувствительности сенсоров, основанных на люминесценции.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Э. А. Избасарова

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Казанский (Приволжский) федеральный университет»

Автор, ответственный за переписку.
Email: Izbasarova.E.A@mail.ru

Институт физики

Россия, Казань

А. Р. Газизов

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Казанский (Приволжский) федеральный университет»

Email: Izbasarova.E.A@mail.ru

Институт физики

Россия, Казань

Список литературы

  1. Cohen L., Cui N., Cai Y. et al. // ACS Nano. 2020. V. 14. No. 8. P. 9491.
  2. Barik A., Otto L.M., Yoo D. et al. // Nano Lett. 2014. V. 14. No. 4. P. 2006.
  3. Избасарова Э.А., Газизов А.Р., Харинцев С.С. // Изв. РАН. Сер. физ. 2023. Т. 87. № 12. С. 1788, Izbasarova E.A., Gazizov A.R., Kharintsev S.S. et al. // Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 2023. V. 87. No. 12. P. 1862.
  4. Qin X., Xu J., Wu Y., Liu X. // ACS Cent. Sci. 2019. V. 5. P. 29.
  5. Chen G., Ohulchanskyy T.Y., Liu S. et al. // ACS Nano. 2012. V. 6. No. 4. P. 2969.
  6. Shah S.J., Li W., Tang Y. et al. // Appl. Catal. B. 2022. V. 315. Art. No. 121555.
  7. Жарков Д.К., Шмелев А.Г., Леонтьев А.В. и др. // Изв. РАН. Сер. физ. 2020. Т. 84. № 12. С. 1746, Zharkov D.K., Shmelev A.G., Leontyev A.V. et al. // Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 2020. V. 84. No. 12. P. 1486.
  8. Mendez-Gonzalez D., Lopez-Cabarcos E., Rubio-Retama J., Laurenti M. // Adv. Colloid Interface Sci. 2017. V. 249. P. 66.
  9. Yang B., Chen H., Zheng Z., Li G. // J. Luminescence. 2020. V. 223. Art. No. 117226.
  10. Han Y., Noor M.O., Sedighi A. et al. // Langmuir. 2017. V. 33. No. 45. P. 12839.
  11. Mendez-Gonzalez D., Melle S., Calderón O.G. et al. // Nanoscale. 2019. V. 11. No. 29. P. 13832.
  12. Kushlyk M., Tsiumra V., Zhydachevsky Y. et al. // J. Alloys Compounds. 2019. V. 804. P. 202.
  13. Lu D., Cho S.K., Ahn S. et al. // ACS Nano. 2014. V. 8. No. 8. P. 7780.
  14. Sun Q.C., Mundoor H., Ribot J.C. et al. // ACS Nano. 2014. V. 14. No. 1. P. 101.
  15. Saboktakin M., Ye X., Chettiar U.K. et al. // ACS Nano. 2013. V. 7. No. 8. P. 7186.
  16. Greybush N.J., Saboktakin M., Ye X. et al. // ACS Nano. 2014. V. 8. No. 9. P. 9482.
  17. Yi G., Moon B.S., Wen X. et al. // J. Phys. Chem. C. 2018. V. 122. No. 24. P. 13047.
  18. Das A., Mao C., Cho S.et al. // Nature Commun. 2018. V. 9. No. 1. P. 4828.
  19. Zhang S.Z., Sun L.D., Tian H. et al. // Chem. Commun. 2009. No. 18. P. 2547.
  20. Wu Q., Long Q., Li H. et al. // Talanta. 2015. V. 136. P. 47.
  21. Li Z., Wang L., Wang Z. et al. // J. Phys. Chem. C. 2011. V. 115. No. 8. P. 3291.
  22. Seregina E.A., Seregin A.A., Tikhonov G.V. // Opt. Spectrosc. 2014. V. 116. No. 3. P. 438.
  23. Terra I.A., Borrero-González L.J., Almeida J.M. et al. // Quim. Nova. 2020. V. 43. P. 188.
  24. Ramble J.R. Handbook of chemistry and physics. CRC Press, 2021. 1550 p.
  25. https://www.chemsrc.com/en/cas/9002-98-6_658402.html
  26. Neese F. // Wiley Interdiscip. Rev. Comput. Mol. Sci. 2012. V. 2. P. 73.
  27. Weigend F., Ahlrichs R. // Phys. Chem. Chem. Phys. 2005. V. 7. P. 3297.
  28. Becke A.D. // J. Chem. Phys. 1993. V. 98. P. 5648.
  29. Lee C., Yang W., Parr R.G. // Phys. Rev. B. 1988. V. 37. P. 785.
  30. Grimme S., Antony J., Ehrlich S. et al. // J. Chem. Phys. 2010. V. 132. No. 15. P. 154104.
  31. Grimme S., Ehrlich S., Goerigk L. // J. Comput. Chem. 2011. V. 32. P. 1456.
  32. Valueva S.V., Vylegzhanina M.E., Meleshko T.K. et al. // Russ. J. Appl. Chem. 2020. V. 93. P. 89.
  33. https://omlc.org/spectra/PhotochemCAD/html/084.html.
  34. Pudovkin M.S., Kalinichenko S.I., Nizamutdinov A.S. // Opt. Mater. 2024. V. 148. Art. No. 114831.
  35. Nizamutdinov A., Lukinova E., Shamsutdinov N. et al. // J. Compos. Sci. 2023. V. 7. P. 255.
  36. Khusainova A.I., Nizamutdinov A.S., Shamsutdinov N.I. et al. // Materials. 2024. V. 17. P. 316.
  37. Gazizov A.R., Salakhov M.Kh., Kharintsev S.S. // Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 2022. V. 86. Suppl. 1. P. S71.
  38. Газизов А.Р., Салахов М.Х., Харинцев С.С. // Письма в ЖЭТФ. 2023. Т. 117. № 9. C. 670, Gazizov A.R., Salakhov M. Kh., Kharintsev S.S. // JETP Lett. 2023. V. 117. No. 9. P. 668.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Нормированный экспериментальный спектр люминесценции ионов Tb3+ (синий спектр) и спектр поглощенной в золоте мощности (оранжевый спектр). Во вставке представлено схематичное изображение безызлучательной передачи энергии от донора к акцептору.

Скачать (320KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Зависимость коэффициентов Парселла и Ферстера от толщины слоя линкера в конфигурации с одной золотой наночастицей диаметром 95 (а) и 10 нм (б), в параллельной конфигурации с двумя золотыми наночастицами диаметрами 95 нм (в) и в конфигурации, в которой люминофор связан с двумя соприкасающимися золотыми наночастицами (г). Во вставке представлены схематичные изображения конфигураций системы.

Скачать (776KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Коэффициент усиления Парселла в случаях одиночной золотой наночастицы с различным числом молекул аналита (радахлорин) вблизи нее (а), одной молекулы аналита (радахлорин) с серебряной наночастицей (б) и частицей из друде-материала (в), и одной молекулы аналита (бенгальского розового) с золотой наночастицей (в).

Скачать (760KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Коэффициент усиления Парселла для конфигурации 5 золотых наночастиц на золотой подложке в форме пирамиды (а) для случаев отсутствия аналита и присутствия радахлорина или бенгальского розового (б).

Скачать (386KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024