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 бумаге Коллоидное золото, Au-Ag наностержни Au наностержни Au нанозвезды Au/Ag наноклетки

Как это работает: Сбор пробы КонцентрированиеСъемка 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 сотрудников

Конкуренты Специально 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 наностержн ей 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. – – Т. 7. – 7–8. – С. 47–57.

Текущее состояние проекта Отработана методика постановки ГКР- эксперимента Заказан спектрометр комбинационно го рассеяния RAM-PRO-785

Риски Технические 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 реализации 1 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 реализации 2 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). – – 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. – – 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 Т. 7, С 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 V. 28, P Панфилова E.B., Хлебцов Б.Н., Буров А.М., Хлебцов Н.Г. Исследование параметров реакции полиольного синтеза, контролирующих высокий выход серебряных нанокубиков // Коллоидный журнал Т. 74., 1. С

БЛАГОДАРЮ ЗА ВНИМАНИЕ