Grupa badawcza spektroskopii ramanowskiej
Kierownik zespołu: prof. dr hab. Andrzej Kudelski
Adres e-mail Kierownika: akudel@chem.uw.edu.pl
Krótki opis tematyki badawczej:
Grupa badawcza zajmuje się głównie powierzchniowo-wzmocnioną spektroskopią ramanowską (SERS – akronim od angielskiej nazwy tej techniki: surface-enhanced Raman scattering). Rozwijamy różnego rodzaju czujniki analityczne SERS (w tym do zastosowań medycznych) oraz nanomateriały plazmoniczne, które mogą być stosowane jako efektywne podłoża do generowania widm SERS. Poszczególni członkowie grupy specjalizują się w następujących zagadnieniach:
Dr hab. Jan Krajczewski: synteza nowego typu platform SERS opartych na materiałach dwu- i wieloskładnikowych. Kluczowym komponentem tych układów są nanostruktury plazmoniczne, natomiast zastosowanie drugiego materiału ma na celu poprawę właściwości takich jak trwałość, jednorodność czy stabilność chemiczna układu. Modyfikacja powierzchni materiałów takich jak TiO₂, ZrO₂ czy InP przy użyciu nanostruktur plazmonicznych prowadzi do otrzymania wysoce jednorodnych i powtarzalnych podłoży SERS o wysokiej aktywności, umożliwiających detekcję nawet śladowych ilości związków organicznych.
Dr Agata Królikowska: zastosowanie techniki SERS w tworzeniu nowych czujników oraz synteza nowych podłoży do pomiarów SERS. Badania obejmują trzy obszary: (i) materiałowy – dotyczący syntezy i charakterystyki nanostruktur plazmonicznych oraz nanokompozytów magnetyczno-plazmonicznych, (ii) fizykochemiczny – związany z oddziaływaniem różnych molekuł z podłożem i mechanizmem działania czujnika, (iii) analityczny – skupiony na detekcji i oznaczaniu ilościowym analitów (np. zanieczyszczeń wody lub żywności, ważnych biologicznie molekuł) oraz parametrach pracy czujników SERS (zakres odpowiedzi, LOD, selektywność itp.).
Dr Beata Wrzosek: badania nad zależnością widm SERS od rodzaju i siły oddziaływania metalu z zaadsorbowanymi na nim molekułami wybranych związków oraz badania nad czynnikami wpływającymi na wzmocnienie widm SERS i GERS (rozproszenie Ramana wzmocnione przez grafen). W przypadku widm SERS analizowane są udziały poszczególnych mechanizmów wzmocnienia, uniwersalność stosowalności powierzchniowych reguł wyboru oraz rola struktury podłoża SERS. W przypadku widm GERS sprawdzany jest wpływ zjawiska przeniesienia ładunku między metalem a grafenem – eksperymenty są wykonywane na podłożach zawierających zdefiniowane obszary o odmiennych właściwościach wzmacniających widmo ramanowskie.
Dr Aleksandra Szaniawska: opracowanie techniki pomiaru pH wewnątrz różnych organelli komórkowych przy użyciu techniki SERS. Podstawą jest wykonanie stabilnych nanoczujników składających się z nanocząstek plazmonicznych, molekuł wrażliwych na pH (np. merkaptopirydyna albo kwas merkaptobenzoesowy) oraz peptydów kierujących sondy w konkretne miejsce komórki. Jako techniki referencyjne są stosowane: fluorescencja konfokalna (do pomiarów pH przy użyciu sond fluorescencyjnych) oraz mikroskopia elektronowa (do lokalizacji czujników).