Chování a vlastnosti nanočástic ovlivňuje velikost a tvar (distribuce) povrchové atomy, funkční skupiny porozita stabilita K. Záruba Optická mikroskopie Elektronová mikroskopie (SEM, TEM) Fotoelektronová spektroskopie Elektromigrace (zeta potenciál) Rozptyl světla a mnoho dalších malá energie záření levná technologie malé zvětšení, rozlišení fázový kontrast, polarizační m., 1
krátká odbočka Molekulová luminiscenční analýza... fluorescenční mikroskopie, detekce jedné molekuly,... fluorescence a fosforescence Schéma přístroje I 0 I úhlové rozlišení (nejmenší vzdálenost dvou bodů ve vzorku pozorovatelná jako dva body) l ex I F, l em 1,22 l R NA NA kond obj excitační a emisní spektra 1,22 380 R 193 nm 1,45 0,95 2
... konfokální mikroskopie,... http://techon.nikkeibp.co.jp/article/honshi/20070725/136761/ http://techon.nikkeibp.co.jp/article/honshi/20070725/136761/ h c h c h E l l E m v 1 e U m v 2 2 Papilio ulysses 3
http://www.purdue.edu/rem/rs/sem.htm Electron Diffraction X-Ray Spectrometry distribuce velikosti a tvaru Anal. Chem. 2007, 79, 4215-4221 4
Electron Diffraction X-Ray Spectrometry e - Způsob obrazového kontrastu Optický mikroskop Absorpce záření (difrakce, polarizace, rozptyl atd) nebo fluorescence Rastrovací elektronový mikroskop Rozptyl elektronů Transmisní elektronový mikroskop Odraz (absorpce) elektronů Mikroskop atomových sil Síly působící při interakci sondy se vzorkem Rozsah XY 200nm 1mm 1nm 10 mm 1Å 100μm 1Å 200 μm Rozsah Z 500nm 10 mm 10 nm 1 mm (10 nm 1 μm) 0.5Å 20 μm Co se studuje řez povrch velmi tenký řez povrch Náročná příprava vzorku někdy nezbytná nezbytná někdy 5
Anal. Chem. 2004, 76, 3727-3734 http://ujkeb.com/facilities.html spektrometrická analýza povrchová plasmonová rezonance spektrofotometrické senzory povrchem zesílené vibrační spektrometrie fluorescenční nanosenzory aplikace v separačních metodách 6
Surface Plasmon Resonance 380 nm 780 nm chemická modifikace povrchu nanočástic Chem. Listy 101, 881 885 (2007) 7
barva koloidního roztoku nanočástic závislá mj. na jejich velikosti barva koloidního roztoku nanočástic závislá mj. na jejich velikosti Angew. Chem. Int. Ed. 2006, 45, 4948 4951 Angew. Chem. Int. Ed. 2006, 45, 4948 4951 zhášení fluorescence povrchem kovu zhášení fluorescence kvantových teček Anal. Chem. 2004, 76, 3727-3734 Analytica Chimica Acta 559 (2006) 234 239 8
Surface-Enhanced Raman Scattering Spectroscopy Analytica Chimica Acta 569 (2006) 234 237 Analytica Chimica Acta 569 (2006) 234 237 Analytica Chimica Acta 569 (2006) 234 237 9
Tip-Enhanced Raman Scattering Spectroscopy http://www.pverma.com/ters2.png Surface-Enhanced Infrared Absorption Spectroscopy měření tenkých filmů na povrchu tenké vrstvy kovu (Ag, Au, Cu, ) SEIRA / ATR vrstva vzorku evanescentní vlna Russell DeWitte, http://www.uvm.edu/~jgoldber/courses/chem226/dewitte_seiras.pdf 10
Ataka, Heberle, Biopolymers 2006, 82, 415 pohyb v elektrickém poli (elektroforéza, elektrochromatografie krevní sérum; ph = 8,6 11
elektroosmotický tok (EOF) kapilární elektrochromatografie vliv na elektroosmotický tok zvýšení aktivního povrchu stěny kapiláry -SiOH -SiO + H + roste ph, roste disociace, roste EOF separační metody na čipu biomagnetické separace superparamagnetismus Fe 3 O 4, g-fe 2 O 3 3 30 nm, elipsoidy 12
Type of Magnetism Susceptibility Atomic / Magnetic Behaviour Example / Susceptibility Diamagnetism Small & negative. Atoms have no magnetic moment Au Cu -2.74x10-6 -0.77x10-6 Paramagnetism Small & positive. Atoms have randomly oriented magnetic moments β-sn Pt Mn 0.19x10-6 21.04x10-6 66.10x10-6 biomagnetické separace Ferromagnetism Large & positive, function of applied field, microstructure dependent. Atoms have parallel aligned magnetic moments Fe ~100,000 Antiferromagnetism Small & positive. Atoms have mixed parallel and antiparallel aligned magnetic moments Cr 3.6x10-6 Ferrimagnetism Large & positive, function of applied field, microstructure dependent Atoms have antiparallel aligned magnetic moments Ba ferrite ~3 Jaký je rozdíl mezi absorpcí a fluorescencí? Lze měřit živé objekty pomocí elektronové mikroskopie? Jestliže ano, uveďte příklad. Jestliže ne, zdůvodněte. Na jakém povrchu lze sledovat povrchovou plasmonovou rezonanci? Co způsobuje elektroosmotický tok v kapilární elektroforéze? Z jakého materiálu jsou magnetické nanočástice? 13