Surface enhanced raman scattering from Au and Ag nanoparticle coated magnetic microspheres
Manyetik parçacıklar üzerine kaplanmış Au ve Ag nanoparçacıklarından yüzey güçlendirilmiş raman saçılması
- Tez No: 177167
- Danışmanlar: DR. GÜLAY ERTAŞ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2008
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 116
Özet
Au ve Ag nanoparçacıkların manyetik mikroparçacıklar üzerine kaplanması ile yeni bir SERS alttaşı bu çalışmada önerilmektedir. Mikron boyuttaki manyetik parçacıklar iki basamakta hazırlanmıştır: İlk basamak, inorganik çekirdeği oluşturan oleik asit kaplı demir oksit nanoparçacıklarının birlikte çökelme yöntemi ile hazırlanmasıdır. İkinci basamak ise, süspansiyon polymerizasyon yöntemi ile oleik asit kaplı manyetik demir oksit nanoparçacıklarının varlığında, manyetik mikroparçacıkların hazırlanması ve son basamakta bu mikroparçacıkların Au veya Ag nanoparçacıkları ile kaplanmasıdır. Manyetik mikroparçacıkların, nanoparçacıklarla kaplanması için diğer seçenek, nanoparçacıkların amin fonksiyonel grupları içeren manyetik parçacıklar üzerine sabitleştirilmesidir. Ancak bu durumda amin gruplarından dolayı Raman ölçümlerinde yüksek zemin sinyali görülmüştür. Bu yönteme alternatif olarak, Au veya Ag nanoparçacıkları manyetik mikroparçacıklar üzerine doğrudan olarak farklı indirgenme yöntemleri ile kaplanmıştır. Au nanoparçacık kaplaması için hidroksilamin ve sodyum borohidrür, Ag nanoparçacık kaplanması için sodyum borohidrür indirgeme yöntemleri kullanılmıştır. Literatürde ilk kez, Au veya Ag nanoparçacık kaplı manyetik mikroparçacıkları hazırlanmış ve SERS subsratı olarak kullanılabilirliği gösterilmiştir. Manyetik mikroparçacıklar SEM, FTIR spektroskopisi, EDX, Raman spektroskopisi ve XRD ile karakterize edilmiştir. SEM görüntülerinden, manyetik parçacıkların ortalama boyutu 22 µm olark ölçülmüştür. EDX analizleri sonucunda manyetik parçacıkların Au ve Ag nanoparçacıkları ile kaplandıkları gösterilmiştir. Buna ek olarak, amin fonksiyonel grupları içeren Spherotech marka manyetik mikroparçacıklar Au nanoparçacıkları ile kaplanmış ve SERS aktivitesi bu çalışmada hazırlanan Au nanoparçacık kaplı manyetik mikroparçacıklarının aktivitesinde çok daha düşük bulunmuştur. Au ve Ag nanoparçacık kaplı manyetik parçacıklar için Raman sinyallerinde 105 and 107 kat artışlar ölçülürken, Au nanoparçacık kaplı Spherotech manyetik mikroparçacıklarda artış 2x102 olarak bulunmuştur.Aspartik asitin, farklı pH değerlerinde Au ve Ag nanoparçacıkları ile etkileşimleri Raman spektroskopisi ile ilk kez detaylı olarak takip edilmiştir. Aspartik asitin Au ve Ag nanoparçacıkları ile etkileşimi pH'nın fonksiyonu olarak takip edilmiştir. Buna ek olarak, aspartik asitin SERS sinyalleri ilk defa rapor edilmektedir. Aspartik asit farklı pH değerlerinde farklı formlarda bulunmakta ve bu farklı formlarda olması fonksiyonel gruplarının, amin ve karboksil, metal yüzey ile olan etkileşimini değiştirmekte ve SER spektrumlarında da metal yüzey ile etkileşen grubun sinyallerinde artış ortaya çıkmaktadır. Bu deneyler ışığında, aspartik asitin amin ve karboksil groupları ile düşük pH değerlerinde, karboksil grupları ile yüksek pH değerlerinde Ag yüzeyi ile etkileştiği sonucu ortaya çıkmıştır. Aspartik asit, Au yüzeyi ile incelenen pH değerlerinde amin ve karboksil grupları ile etkileşmektedir.
Özet (Çeviri)
A novel SERS substrate was prepared by coating Au or Ag nanoparticles onto magnetic microspheres prepared by a modified suspension polymerization method. The micron-sized magnetic microspheres were prepared in two steps: In the first step, inorganic core which consisted of oleic acid coated magnetic magnetite nanoparticles were prepared by co-precipitation method. The second step was the encapsulation of oleic acid coated magnetite nanoparticles by a modified suspension polymerization method. Magnetic microspheres were modified with amine functional groups in order to immobilize Au or Ag nanoparticles onto magnetic microspheres via amine groups of magnetic microspheres, however, a high background signal was obtained in Raman measurements due to the amine groups. Alternatively, Au or Ag nanoparticles were coated directly onto magnetic microspheres by hydroxylamine and sodium borohydrate reduction methods for Au nanoparticle coating and sodium borohydrate for Ag nanoparticle coating. For the first time, Au and Ag nanoparticle coated magnetic microspheres were prepared and used as SERS substrate successfully. The magnetic microspheres were characterized by Scanning Electron Microscopy (SEM), Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), Energy dispersive X-Ray spectroscopy (EDX) attached to SEM, Raman spectroscopy and X-Ray Diffraction (XRD). The average size of magnetic microspheres is measured to be 22 µm from their SEM images. EDX analysis demonstrated that magnetic microspheres were coated with Au or Ag nanoparticles. Moreover, commercially available amine functionalized magnetic microspheres were immobilized with Au nanoparticles and its SERS activity was significantly than the Au nanoparticle coated magnetic microspheres prepared in this study. Enhancement factors for Au and Ag nanoparticle coated magnetic microspheres were calculated to be ca. 105 and 107, respectively, however, in case of Au nanoparticle immobilized Spherotech magnetic microspheres, enhancement factor was only 2x102 using Rhodamine 6G as SERS probe. Interactions of aspartic acid with Ag and Au nanoparticles were followed by Raman spectroscopy at various pH values. pH dependent interactions of aspartic acid with Au and Ag metals were followed depending on pH for the first time. Protonation or deprotonation of amine or carboxyl groups on aspartic acid depending on pH of the solution affects the interacting functional groups with metal nanoparticles and increase in the signal of the corresponding group was measured. It is found that aspartic acid interacts through amine and carboxyl groups with Ag surface at low pH values and via only carboxyl groups at higher pH values. However, aspartic acid interacts with Au surface through amine and carboxyl groups at all pH values under investigation.
Benzer Tezler
- Yüzeye aşılanmış poli (etilen glikol) zincirleri ile metalik nanopartiküller arasındaki etkileşimlerin incelenmesi
Investigation of the interaction between metallic nanoparticles and end-grafted poly(ethylene glycol) chains
SEMA KARABEL
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Metalurji MühendisliğiErciyes ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUSTAFA SERDAR ÖNSES
- TiN(IV) oxide coated gold nanoparticles: Synthesis, characterization and investigation of surface enhanced Raman scattering activities
Kalay(IV) oksit kaplı altın nanoparçacıklar: Sentez, karakterizasyon ve yüzeyde güçlendirilmiş Raman saçılması aktifliğinin araştırılması
AYLİN ELÇİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
KimyaOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. EMREN NALBANT ESENTÜRK
- Plasmonic nanoparticle modified substrate for SERS sensing applications
SERS algılama uygulamaları için plazmonik nanoparçacık modifiyeli substrat
GİZEM HASİBE KANAT
- Comparison of core-shell alloy plasmonic nanoparticles with 3 different models
Çekirdek-kabuk alaşımı plasmonik nanoparçacıkların 3 farklı model ile karşılaştırılması
ARINÇ YILMAZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Fizik ve Fizik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMikro ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALPAN BEK
PROF. DR. MEHMET EMRE TAŞGIN
- Fabrication and characterization of sers substrates via laser induced photochemical surface roughening of silicon
Yüzey artırımlı raman saçılması alttaşlarının lazerli fotokimyasal yüzey işlemeyle üretimi ve karakterizasyonu
ALP AKBIYIK
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Fizik ve Fizik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALPAN BEK