Spectroscopie reflectometrică de interferență
Spectroscopia pentru interferență reflectometrică (spectroscopie de interferență reflectometrică - RIF) este o metodă fizică bazată pe interferența în lumină albă care este observată în corespondența filmelor subțiri utilizate pentru studiul molecular al interacțiunii.
Principiu
Principiul de măsurare corespunde cu cel al interferometrului Michelson .
Realizare
Dreapta: cifra de interferență rezultată
Lumina albă este direcționată perpendicular pe o structură multistrat constând dintr-un strat de silice (SiO 2 ), un strat de pentoxid de tantal (Ta 2 O 5 ) caracterizat printr-un indice de refracție ridicat și un strat suplimentar de silice (care poate fi chimic modificat). La fiecare interfață razele incidente sunt parțial reflectate și parțial refractate. Fasciculele care ies din structura multistrat interferează între ele dând naștere unui model de interferență care este detectat prin intermediul unui spectrometru cu diode . Stratul cel mai exterior de silice este modificat chimic pentru a-i permite să interacționeze cu moleculele de măsurat. Interacțiunea dintre acest strat modificat, stratul sensibil și moleculele externe determină o variație a grosimii d a stratului și o variație a indicelui de refracție n, care induc o variație a căii optice (n • d) a luminii raze.
Variația căii optice are ca rezultat o modulare a modelului de interferență. Măsurarea, de asemenea, în timp real, a variațiilor modelului de interferență permite analiza și măsurarea interacțiunii moleculelor cu stratul modificat chimic.
Cerere
Spectroscopia reflectometrică de interferență este utilizată în principal ca metodă de detectare în senzorii parametrilor chimici și biochimici .
În cazul senzorilor chimici, această abordare este utilă în special pentru măsurători în condiții de mediu dure sau pentru măsurători în faza gazoasă. Ca componente ale stratului sensibil care trebuie să interacționeze cu moleculele externe, se utilizează în principal polimeri non-chimici selectivi care sunt capabili să selecteze compușii care urmează să fie măsurați prin filtrare dimensională (așa-numitele site moleculare prin intermediul polimerilor microporoși) sau prin polaritate (de exemplu prin utilizarea polidimetilsiloxanilor funcționalizați corespunzător). Este clar că, în cazul straturilor neselective, semnalul măsurat este rezultatul contribuției mai multor specii chimice, ceea ce implică utilizarea analizei de date multivariate pentru a obține un rezultat cantitativ, cum ar fi, de exemplu, analiza folosind rețelele neuronale .
De asemenea, este posibil să se recurgă la polimeri selectivi, așa-numiții polimeri imprimați moleculari (MIP) care permit recunoașterea moleculară a speciilor analizate. În cazul biosenzorilor, pe stratul exterior se aplică polimeri precum polietilen glicoli sau dextrani și elemente de recunoaștere moleculară adecvate sunt imobilizate pe acestea. Practic poate fi utilizată orice moleculă capabilă de recunoaștere moleculară: proteine precum anticorpii , secvențe ADN / ARN cum ar fi aptameri, molecule organice mici precum estroni și chiar lipide precum membranele fosfolipidice .
RIfS, ca rezonanța plasmonică de suprafață (SPR), este o tehnică „fără etichetă”, care permite observarea rezolvată în timp a interacțiunilor moleculare fără a recurge la utilizarea markerilor fluorescenți sau radioactivi.
Bibliografie
- G. Gauglitz, A. Brecht, G. Kraus și W. Nahm. Senzor. Actuat. B-Chem. 11, 1993
- A. Jung. Anal. Bioanal. Chem. 372 1, 2002
- F. Gesellchen, B. Zimmermann, FW Herberg. Metode în biologie moleculară, 2005
- T. Nagel, E. Ehrentreich-Forster, M. Singh și colab. Senzori și actuatori B-Chemical 129 2, 2008
- P. Fechner, F. Pröll, M. Carlquist și G. Proll. Anal. Bioanal. Chem. 1 noiembrie 2008
Elemente conexe
Alte proiecte
-
Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere pe spectroscopie reflectometrică prin interferență
