Подложки для определения следовых количеств веществ с помощью ГКР

1. Подложки для определения следовых количеств веществ с помощью ГКР ПАНФИЛОВА ЕЛИЗАВЕТА ВИКТОРОВНА, к.х.н.

2. Лаборатория нанобиотехнологии ИБФРМ РАН Заведующий лабораторией д. ф.-м.н., проф. Хлебцов Н.Г.

3. 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

4. КР: высокая селективность Спектр КР кокаина (внизу) и гидрохлорида кокаина (вверху). Длина волны лазера 785 нм.

5. КР: определение взрывчатых веществ

6. Достоинства КР-спектроскопии • неразрушающий анализ • высокая селективность • отсутствие помех от воды • отсутствие пробоподготовки • возможность миниатюризации • спектр как «отпечатки пальцев» • простота расшифровки спектра

7. ПРОБЛЕМА СЛАБЫЙ СИГНАЛ →анализ только массивных образцов → увеличение продолжительности анализа

8. Решение: усиление сигнала на поверхности металла

9. ПРОБЛЕМА Нанолитография, нанесение пленок на наноструктуры – сложные, дорогостоящие техники, не применимые для сбора реальных образцов.

10. Решение: ГКР-активные частицы на бумаге Коллоидное золото, Au-Ag наностержни Au нанозвезды Au/Ag наноклетки Au наностержни

11. Как это работает: Сбор пробы Концентрирование Съемка спектра

12. Преимущества продукта • Простота изготовления • Дешевизна (носитель-бумага) • Удобство использования (пробоотбор непосредственно с поверхности) • Отсутствие пробоподготовки • Высокая селективность • Определение следовых количеств (фг аналита) • Легкость утилизации

13. Потенциальный потребитель СЛУЖБА КОНТРОЛЯ ГОСНАРКОКОНТРОЛЬ в315 аэропортах 35 000 сотрудников на 348 ж/д вокзалах в 42 морских портах

14. 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

15. Конкуренты Достоинства: • Высокий коэффициент усиления • Воспроизводимый результат Недостатки: • Как на нее собирать пробу? • 110 $ (!!!)за 1 шт Подложки Klarite на основе кремния

16. Текущее состояние проекта • Синтезированы коллоиды золотых нанозвезд, серебряных нанокубов, золотосеребряных наноклеток и наностержней.

17. 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.

18. Текущее состояние проекта • Отработана методика постановки ГКР-эксперимента • Заказан спектрометр комбинационного рассеяния RAM-PRO-785

19. 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

20. Этапы реализации 1 год: • Синтез наночастиц различных типов • Определение оптимальной концентрацииГКР-активных частиц для нанесения на подложку • Нахождение оптимального способа нанесения частиц на подложку. • Изготовление подложек с НЧ различных типов

21. 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

22. Расходы • Покупка реактивов для синтеза НЧ • Оформление патента • Оплата публикаций • Представление результатов на научно-технических форумах

23. 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.

24. БЛАГОДАРЮ ЗА ВНИМАНИЕ