ساخت بسترهای پلاسمونیک به روش آسان چرخشی و به هدف آشکارسازی باکتری سالمونلا

روش پراکندگی رامان ارتقاء یافته سطحی (SERS) یکی از روش های کارآمد برای شناسایی مقادیر اندک و حتی شناسایی تک مولکول است. با قرار گرفتن گونه های مختلف در نزدیکی سطح فلز و یا جذب فیزیکی گونه ها به نانوساختارهای فلزی، به علت برهم کنش گونه ها و پلاسمون های سطحی فلز، شدت سیگنال رامان افزایش می یابد. از طرفی باکتری سالمونلا در بسیاری از مواد غذایی یافت می شود و به راحتی می تواند رشد کند که شناسایی این باکتری در صنایع غذایی و کشاورزی مورد توجه است که برای شناسایی این باکتری می توان استفاده از تکنیک SERS را پیشنهاد کرد. در این پژوهش، نانوذرات نقره به روش شیمیایی و با استفاده از عامل کاهنده ساکاروز ساخته شدند، سپس با به کارگیری روش چرخشی و نشست نانوذرات نقره روی بستر های شیشه ای، بسترهای پلاسمونیکی ساخته شدند. با استفاده از بسترهای پلاسمونیکی و طیف سنجی رامان که تکنیکی غیرمخرب است، آشکارسازی باکتری سالمونلا انجام شد. با استفاده از آنالیزهای طیف سنجی فرابنفش-مرئی (UV-Vis)، میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FESEM) و میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM)، مشخصه های بستر های پلاسمونیکی بررسی شدند و به عنوان حسگر زیستی پراکندگی رامان ارتقاء یافته سطحی (SERS) مورد استفاده قرار گرفتند. استفاده از بستر پلاسمونیکی سبب می شود که به دلیل تشدید پلاسمون های سطحی نانوجزایر نقره و پراکندگی نور از جزایر نقره میکرومتری، ارتعاش های مولکولی باکتری سالمونلا تقویت شوند بنابراین شدت قله های ارتعاش های مولکولی طیف SERS باکتری سالمونلا نسبت به طیف رامان آن که از حکاکی باکتری روی بستر شیشه ای به دست می آید، قوی تر است. بسترهای پلاسمونیکی معرفی شده می تواند به تشخیص کم هزینه و زود هنگام بیماری های ناشی از باکتری سالمونلا و پاتوژن های موجود در مواد غذایی کمک کند. از آن جایی که نقره به دلیل تشدید پلاسمون های سطحی و پراکندگی نور، سیگنال رامان حاصل از مولکول های مختلف را بهبود می دهد، بستر های پلاسمونیکی به عنوان بستر فعال در طیف سنجی ارتقاء یافته سطحی (SERS) برای آشکارسازی غلظت های مختلف باکتری سالمونلا به کارگرفته شدند. با استفاده از بسترهای پلاسمونیکی که متشکل از نانوجزایر و جزایر میکرومتری نقره هستند می توان از اثر تشدید پلاسمون های سطحی و اثر پراکندگی نور به طور هم زمان استفاده کرد و سیگنال رامان باکتری سالمونلا را افزایش داد. با کاهش غلظت باکتری، سیگنال های SERS نیز کاهش می یابند. برخلاف رامان باکتری هایی که روی بستر غیرپلاسمونیکی شیشه قرار دارند در بسترهای پلاسمونیکی، با کاهش غلظت باکتری، شدت قله های ارتعاش های مولکولی سالمونلا هنوز هم از شدت قابل ملاحظه ای برخوردار است که نتیجه تحریک ارتعاش های مولکولی به وسیله پلاسمون های سطحی و پراکندگی نور از بستر پلاسمونیک است و می توان باکتری سالمونلا تا غلظت 102 cfu mL-1 را شناسایی کرد هرچند این بسترهای پلاسمونیکی توانایی شناسایی تک مولکول را ندارد که برای انجام این کار باید از سوزن میکروسکوپ نیروی اتمی استفاده کرد که هزینه ها را افزایش می دهد.