تهیه حسگرهای زیستی نانوذرات نقره بر پایه رامان بهبود یافته سطحی (SERS)، در جهت مطالعه ارتعاشات مولکولی اسیدآمینه والین (Valine)

اسیدآمینه والین یکی از 22 اسیدآمینه اصلی یاخته های زنده و از اسیدهای آمینه ضروری در رژیم غذایی انسان است. اسیدآمینه والین نیز در ساخت برخی میانجی های عصبی موثر است. وجود مقادیر بسیار کم اسیدآمینه والین C5H11NO2))، در خون نشانی از نقص در سیستم سوخت وساز بدن آنها است که این عمل باعث بروز بیماری های متابولیکی می شود. روش پراکندگی رامان بهبود یافته سطحی (SERS)، روشی دقیق برای شناسایی مواد زیستی و مواد شیمیایی با غلظت های بسیار کم می باشد. در این مقاله، برای شناسایی اسیدآمینه والین، جهت کنترل بیماری های ناشی از آن از بسترهای پوشش داده شده با نانوذرات نقره استفاده شده است.

با استفاده از نمک نقره و عامل کاهنده تری سدیم سیترات دوآبه، نانوذرات نقره به روش ساده شیمیایی (لی و میسل) ساخته شدند و با روش چرخشی (اسپین - کت)، نانوذرات نقره بروی بسترهای شیشه ای پوشش داده شدند. در نهایت، با استفاده از این بسترهای SERS، به عنوان حسگرهای پلاسمونیکی و طیف سنجی رامان بهبود سیگنال رامان ارتعاش های مولکولی اسیدآمینه والین به وسیله بسترهای SERS، به عنوان حسگرهای پلاسمونیکی و طیف سنجی رامان، شناسایی شدند.

 نانوذرات نقره ساخته شده، نانوذراتی کروی و شبه کروی هستند که با مشاهده قله تشدید پلاسمونی در 410 نانومتر تشکیل نانوذرات نقره را تایید می کند. بسترهای فعال SERS، با نانوذرات پوشش داده شده اند که باعث بهبود سیگنال رامان می شود. بهبود سیگنال رامان، ناشی از تشدید پلاسمون های سطحی نانوذرات است. بسترهای فعال SERS، نانوذرات نقره به صورت لایه نشانی شده روی  بستر شیشه ای، برای تشخیص اسیدآمینه والین، ساخته شدند و حد تشخیص آن 9-10 مولار و همچنین انحراف استاندارد نسبی (RSD)، برای شش اندازه گیری مکرر در غلظت  9-10 مولار 30/4 درصد به دست آمد. بنابراین نتایج رامان بدست آمده نشان می دهد که بسترهای فعال SERS، نانوذرات نقره برای تشخیص اسیدآمینه والین، با روش های توسعه یافته نتایج امیدوارکننده ای را برای مطالعات مبتنی بر SERS نشان می دهد و می تواند منجر به توسعه حسگرهای میکرونی می شوند.

در طیف سنجی رامان، بسترهای فعال SERS، که با نانوذرات نقره پوشش داده شده اند؛ مورد توجه هستند که به دلیل تشدید پلاسمون های سطحی نانوذرات نقره و پراکندگی نور از ذرات نقره بزرگتر است چون سیگنال رامان ارتعاش های مولکولی اسیدآمینه والین را تقویت می کنند. با کاهش غلظت اسیدآمینه والین لایه نشانی شده روی بسترهای فعال SERS، به دلیل کاهش تعداد ارتعاش های مولکولی، سیگنال رامان نیز تضعیف می شود که با افزایش میزان زبری سطح بسترهای فعال SERS، می توان سیگنال رامان را به دلیل افزایش میزان پراکندگی نور از مراکز زبر افزایش داد. این مراکز زبر، همان ذرات بزرگتری هستند که در حین لایه نشانی به روش چرخشی (اسپین-کت) ایجاد می شوند و در نتیجه با افزایش میزان پراکندگی نور از خود، منجر به بهبود سیگنال می شوند و در ادامه ارتعاش های مولکولی اسیدآمینه والین به وسیله بسترهای SERS، به عنوان حسگرهای پلاسمونیکی و طیف سنجی رامان، شناسایی شدند.