The local structure of defects in undoped, Si-doped, and neutron irradiated free standing GaN bulk crystals, grown by hydride vapor phase epitaxy, has been investigated by employing electron magnetic resonance(EMR), Raman scattering and cathodoluminescence. The GaN samples were irradiated to a dose of $2{\times}10^{17}$ neutrons in an atomic reactor at Korea Atomic Energy Research Institute. There was no appreciable change in the Raman spectra for undoped GaN samples before and after neutron irradiation. However, a forbidden transition, $A_1$(TO) mode, appeared for a neutron irradiated Si-doped GaN crystal. Cathodoluminescence spectrum for the neutron irradiated Si-doped GaN crystal became much broader or was much more broadened than that for the unirradiated one. The observed EMR center with the g value of 1.952 in a neutron irradiated Si-doped GaN may be assigned to a Si-related complex donor.
We measured the pH-induced spectral changes of yeast iso-1-cytochrome c on silver nanoparticle surfaces using surface-enhanced resonance Raman scattering (SERRS) at 457.9 nm. At a pH of ~3, the Met80 ligand in yeast iso-1-cytochrome c is assumed to dissociate, leading to a marked conformational change as evidenced by the vibrational spectral shifts. The Soret band at ~410 nm in the UV-Vis spectrum shifted to ~396 nm at pH~3, indicating a transition from a low spin state to a high spin state from a weak interaction with a water molecule. Thus, SERRS spectroscopy can measure the pH-induced denaturalization of cyt c adsorbed on metal nanoparticle surfaces at a lower concentration with a better sensitivity than ordinary resonance Raman spectroscopy.
We have investigated the effects of formalin on the assembly of colloidal gold nanoparticles (AuNPs) prepared by laser ablation of a solid gold target in deionized water. Upon addition of formalin, the surface plasmon resonance (SPR) band at 519 nm for pure AuNPs decreases and shifts to red while a new broad SPR band appears at ~700 nm. The red-shift is prominent with increase in the incubation time. The average size of the initial AuNPs is around 12 nm but it increases to 23 nm after addition of formalin. It turns out that formalin acts as a cationic surfactant for AuNPs with negative surface charge in the colloidal solutions. Furthermore, through analysis of the Raman spectrum of formalin and the density functional theory calculations, we confirm that methanediol is the main species in formalin which is in charge of the aggregation of AuNPs.
As the cetyltrimenthy ammonium bromide (CTAB) concentration increases to $2{\times}10^{-4}$/M the absorption maximum of ethyl orange (EO) makes a blue shift from 475 mm to 395 mm. At higher concentration of CTAB than $2{\times}10^{-4}$ / M the absorption maximum shifts to higher wavelength than 395 nm. A new peak at 395 nm is shown to result from the mixed micelle due to dye stacking interaction rather than from a change in dye geometry. Because Raman spectra of EO on interaction with varying amount of CTAB are similar to that of EO in water. EO retains trans azo type on interaction with CTAB. There is a change of c.m.c.s. of CTAB for the mixed micelle in the presence of salt. The effect of added salt on C. M. C. of CTAB for the mixed micelle is given that the logarithm of the c. m. c. is a linear function of the logarithm of the sum of the c. m. c. and the concentration of added salt.
Rashida Akter;Hyuck Jin Lee;Toeun Kim;Jin Woo Choi;Hongki Kim
분석과학
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제37권4호
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pp.201-210
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2024
Surface-enhanced Raman scattering (SERS) has emerged as a powerful technique for detecting and analyzing chemical and biological molecules at ultra-low concentrations. The effectiveness of SERS largely depends on structures with sub-10 nm gaps, prompting the proposal of various nanostructures as efficient SERS-active platforms. Among these, single-crystalline gold nanowires (AuNWs) are particularly promising due to their large dielectric constants, well-defined geometries, atomically smooth surfaces, and surface plasmon resonance across the visible spectrum, which produce strong SERS enhancements. This review comprehensively explores the synthesis, functionalization, and application of Au NWs in SERS. We discuss various methods for synthesizing AuNWs, including the vapor transport method, which influences their morphological and optical properties. We also review practical applications in chemical and biosensing, showcasing the adaptability of Au NWs-based SERS platforms in detecting a range of analytes, from environmental pollutants to biological markers. The review concludes with a discussion on future perspectives that aim to enhance sensor performance and broaden application domains, highlighting the potential of these sensors to revolutionize diagnostics and environmental monitoring. This review underscores the transformative impact of AuNW-based SERS sensors in analytical chemistry, environmental science, and biomedical diagnostics, paving the way for next-generation sensing technologies.
In the present study, we carried out comparative research on the anthraquinones Raman spectrum and on the anthraquinones derivative 1,4-diamino-anthraquinone focusing on change in its intermediate in terms of pH and change in the substituent. WE use the SERS method and employ a silver sol prepared by Creighton et al.'s method. From the analysis of the UV spectrum of the mixture solution of 1,4-diamino-anthraquinone and silver sol, we could see that the 1,4-diamino-anthraquinone physically adsorbs silver sol. In terms of the adsorbing orientation, the adsorption of the nitrogen atom in the amino group is perpendicular to the surface of silver sol according to the surface selection rule. From the structure of the 1,4-diamino-anthraquinone intermediate according to the change of pH, we could see that the C=O bond is strengthened in the acidic state and weakened in the neutral and the alkaline state because of the resonance effect of the amines.
무금속 프탈로시아닌/산화아연계의 감광호(photosensitization) 효율을 높이기 위하여 무금속 프탈로시아닌$(H_2Pc)$을 요오드로 도핑[$H_2Pc(I)_x$]하였다. $H_2Pc$ 결정형에 따른 $H_2Pc(I)_x$의 요오드 도핑 함량(x)은 원소 분석한 결과 $X-H_2Pc(I)_{0.92}$이고 ${\beta}-H_2Pc(I)_{0.96}$로 나타났다. $H_2Pc$에 대한 요오드의 도핑특성은 열무게 분석 (thermogravimetric analysis: TGA), UV-Vis, FT-IR 및 Raman 스펙트럼, 그리고 전자스핀 공명(electron spin resonance: ESR)으로 측정하였고, 산화아연에 대한 $H_2Pc(I)_x$의 흡착특성은 라만 스펙트럼 및 ESR로 조사하였다. TGA 분석 결과 $H_2Pc(I)_x$에 존재하는 요오드는 약 265$^{\circ}C$에서 완전히 없어졌고, 514.5 nm로 여기시킨 $H_2Pc(I)_x$ 및 $ZnO/H_2Pc(I)_x$의 Raman 스펙트럼에서는 주파수가 90~550 $cm^{-1}$에서 $I_3^-$의 특성 피크가 나타났다. 그리고 $ZnO/H_2Pc(I)_x$는 $g=2.0025{\pm}0.0005$에서 $ZnO/H_2Pc$보다 아주 강하고 좁은 ESR 신호가 나타났다. 요오드가 도핑된 $ZnO/H_2Pc(I)_x$의 감광화 효과는 요오드가 도핑되지 않은 $ZnO/H_2Pc$보다 높게 나타났다. 즉 670 nm에서 $ZnO/{\chi}-H_2Pc(I)_{0.92}$의 광기전력은 $ZnO/{\chi}-H_2Pc$보다 약 31배 높게 나타났고, ZnO/{\beta}-H_2Pc(I)_{0.96}$는 $ZnO/{\beta}-H_2Pc$보다 약 5배 높게 나타났다. $H_2Pc$ 결정형에 따른 $ZnO/H_2Pc(I)_x$의 감광화 효과는 670nm에서 $ZnO/{\chi}-H_2Pc(I)_{0.92}$가 $ZnO/{\beta}-H_2Pc(I)_{0.96}$보다 광기전력이 5배 높게 나타났다. 그러므로 $H_2Pc$가 요오드로 도핑됨에 따라 광전도성이 증가되어 산화아연에 대한 가시부에서의 감광화 효과가 향상되었다.
The synthesis of gold nanoparticles has gained tremendous attention owing to their immense applications in the field of biomedical sciences. Although several chemical procedures are used for the synthesis of nanoparticles, the release of toxic and hazardous by-products restricts their use in biomedical applications. In the present investigation, gold nanoparticles were synthesized biologically using the culture filtrate of the filamentous fungus Alternaria sp. The culture filtrate of the fungus was exposed to three different concentrations of chloroaurate ions. In all cases, the gold ions were reduced to Au(0), leading to the formation of stable gold nanoparticles of variable sizes and shapes. UV-Vis spectroscopy analysis confirmed the formation of nanoparticles by reduction of Au3+ to Au0. TEM analysis revealed the presence of spherical, rod, square, pentagonal, and hexagonal morphologies for 1 mM chloroaurate solution. However, quasi-spherical and spherical nanoparticles/heart-like morphologies with size range of about 7-13 and 15-18 nm were observed for lower molar concentrations of 0.3 and 0.5 mM gold chloride solution, respectively. The XRD spectrum revealed the face-centered cubic crystals of synthesized gold nanoparticles. FT-IR spectroscopy analysis confirmed the presence of aromatic primary amines, and the additional SPR bands at 290 and 230 nm further suggested that the presence of amino acids such as tryptophan/tyrosine or phenylalanine acts as the capping agent on the synthesized mycogenic gold nanoparticles.
Zinc metal organic framework (MOFZn)-loaded goad nanoparticles (AuNPs) sol (Au@MOFZn), which was characterized by TEM, Mapping, FTIR, XRD, and molecular spectrum, was prepared conveniently by solvothermal method. The results indicated that Au@MOFZn had a very strong catalytic effect with the nanoreaction of AuNPs formation between sodium oxalate (SO) and HAuCl4. AuNPs in the new indicator reaction had a strong resonance Rayleigh scattering (RRS) signal at 370 nm. The indicator AuNPs generated by this reaction, which had the most intense surface enhanced Raman scattering (SERS) peak at 1621 cm -1. The new SERS/RRS indicator reaction in combination with specific aptamer (Apt) to fabricate a sensitive and selective Au@MOFZn catalytic amplification-aptamer SERS/RRS assay platform for carbendazim (CBZ), with SERS/RRS linear range of 0.025-0.5 ng/mL. The detection limit was 0.02 ng/mL. Similarly, this assay platform has been also utilized to detect oxytetracycline (OTC) and profenofos (PF).
이 연구는 전기석이 본초 광물의 활용 가능성을 평가하기 위하여 중국 산동성 흑색 전기석 5종, 브라질 미나스 제라이스(Minas Geraris)광산의 흑색 및 핑크색 전기석 2종, 한국 대유광산 흑색 전기석 1종을 대상으로 전자탐침미세분석, X-선 회절분석, 유도결합플라스마 분광방출분석, 퓨리에변환 적외선분광분석, 원적외선 분석, 핵자기공명분석 및 물-전기석 반응에 따른 pH-DO 변화를 수행하였다. 또한, 전기석 찜질방의 온열효과와 전기석 분말을 첨가한 비누가 피부에 미치는 영향을 검토하였다. 연구에 사용된 전기석 시료들은 철과 알루미늄 및 붕소 함량이 높은 유형으로 분류되며, 칼슘, 나트륨, 칼륨, 철과 붕소 함량변화는 전기석의 고용체 특성을 반영한다. $CaO/(CaO+Na_2O)$와 MgO/(FeO+MgO) 함량비는 높은 정(+)의 상관관계를 갖는다. 전기석 분말과 증류수와의 반응에서 DO값은 반응시간의 경과에 따라 낮아지며, DO=10에서 안정된다. pH는 6시간까지 증가되고, 24시간 이후에는 대체적으로 pH=8에서 안정된 상태를 유지한다. 전기석은 단파장에서 흡수 스펙트럼의 강도와 투과율이 낮아지며, 흡수 스펙트럼의 파장과 강도는 구성 원소의 함량과 결정학적 특징에 따라 달라진다. 특히, 철의 함량증가는 방사량을 감소시키는 원인이 되는 것으로 확인되었다. 전기석의 철 함량과 원적외선 방사량의 상관관계는 높은 정(+)의 상관성을 가지며, 알루미늄과 마그네슘 함량은 부(-)의 상관관계를 나타낸다. 증류수와 전기석 분말의 반응은 $^{17}O-NMR$ 반치폭을 감소시키는 것으로 확인되었다. 전기석에 의한 고온 찜질방(약 $100^{\circ}C$ 사우나)에서의 온열효과는 체온을 $0.5-1.5^{\circ}C$ 정도 높이며, 맥박은 평균 12회, 혈압은 10mg Hg 상승한다. 전기석 비누는 피부에 매우 좋은 효과를 나타내며, 알레르기와 아토피 등의 문제성 피부에서 보통이상의 개선 효과를 갖는 것으로 확인되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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