Chimie

Résonance plasmonique de surface (SPR)

Résonance plasmonique de surface (SPR)


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Plasmons de surface

Une oscillation de plasma dans un métal ou un semi-conducteur est une excitation longitudinale collective du gaz d'électrons de conduction, par laquelle la mer d'électrons de conduction oscille par rapport aux noyaux ioniques. Le quantum de l'oscillation du plasma est appelé plasmon.

Les plasmons de volume sont des oscillations purement longitudinales (oscillation dans le sens de propagation). Ils ne peuvent pas être excités par la lumière, mais uniquement par l'impact de particules, par exemple la diffusion d'électrons, car la lumière est une oscillation transversale (oscillation perpendiculaire à la direction de propagation).

En surface, les plasmons, comme les ondes d'eau, forment également une composante de vibration transversale, puisqu'il n'y a pas de voisins répulsifs. Les plasmons de surface peuvent être excités par une lumière polarisée parallèlement au plan d'incidence (polarisation magnétique transversale). Dans les films métalliques minces, ils se propagent sous forme de modes de surface électromagnétiques non radiatifs avec une dispersion définie. La dispersion des ondes de surface dépend fortement de l'indice de réfraction du milieu environnant. Dans le cas des milieux ambiants anisotropes, ils sont principalement sensibles à l'indice de réfraction perpendiculairement à la surface métallique, c'est-à-dire perpendiculairement à la direction d'oscillation des plasmons.

Il convient de prêter attention à la conservation de l'énergie et de la quantité de mouvement lors de l'excitation. Par conséquent, les plasmons de surface ne peuvent être excités que via le champ évanescent.

La distribution du champ électromagnétique a un maximum à la surface et chute de façon exponentielle perpendiculairement à la surface. Les plasmons de surface sont fortement atténués, par exemple par des processus de diffusion à la surface. Leur temps de décroissance n'est que de quelques femtosecondes (à titre de comparaison : les temps de décroissance pour les excitations d'un seul électron atomique sont d'env. 10ms). Par conséquent, différents plasmons peuvent être excités en différents points d'un film d'or, ce qui permet également de déterminer des changements locaux de l'indice de réfraction.

Historique

L'excitation des plasmons de surface est utilisée depuis des siècles pour colorer les verres, par exemple les couleurs rouge et jaune des vitraux médiévaux remontent à l'excitation des plasmons de surface dans de petites particules d'or et d'argent incrustées dans le verre à vitre. La fréquence de résonance des plasmons et donc la couleur de la fenêtre peuvent varier en fonction de la taille et de la forme des particules et du type de verre qui les entoure.


Les principes fondamentaux de la résonance plasmonique de surface en temps réel / de la chimiluminescence électrogénérée

Trois signaux, un instrument: L'amalgame de la résonance plasmonique de surface (SPR), de la voltamétrie cyclique et de l'électrochimiluminescence (ECL) est présenté. Les informations combinées ont été utilisées pour étudier les processus d'adsorption interfaciale et de transfert d'énergie impliqués dans l'ECL d'un substrat plasmonique.

Résumé

Nous rapportons l'intégration des réponses de résonance plasmonique de surface (SPR), de voltamétrie cyclique et d'électrochimiluminescence (ECL) pour étudier les processus d'adsorption interfaciale et de transfert d'énergie impliqués dans l'ECL sur un substrat plasmonique. Il a été observé qu'une couche non ionique Tween 80 / tripropylamine formée sur l'électrode en or du capteur SPR, tout en améliorant le processus d'émission ECL, affecte le processus de transfert d'électrons vers le luminophore, Ru (bpy)3 2+, qui à son tour a un impact sur la résonance plasmonique. Concomitamment, le plasmon de surface a modulé l'intensité de l'ECL, qui a diminué d'environ 40%, en raison d'une interaction entre l'état excité de Ru (bpy)3 2+ et le plasmon. Cela s'est produit uniquement lorsque le plasmon était excité, démontrant que le plasmon de surface optiquement excité conduit à une luminescence médiée par le plasmon plus faible et que le plasmon interagit avec l'état excité de Ru (bpy)3 2+ dans une couche très mince.


Reticulation intervésiculaire avec l'intégrine alpha IIb bêta 3 et le lipopeptide RGD cyclique. Un modèle de processus d'adhésion cellulaire

Nous rapportons la synthèse d'un nouvel hexapeptide cyclique spécifique de l'intégrine alpha (IIb) bêta (3) qui contient une séquence Arg-Gly-Asp (RGD) et est couplé à une ancre dimyristoylthioglycéryle. Nous démontrons que ce ligand est utile pour étudier la liaison spécifique de l'intégrine aux surfaces membranaires. À l'aide d'analogues biotinylés du peptide, un espaceur de longueur optimale entre les fragments peptidique et lipidique a été recherché en évaluant la force de liaison avec un dosage immuno-enzymatique (ELISA) et par résonance plasmonique de surface (SPR). Il s'est avéré fortement dépendant de la longueur de l'espaceur introduit entre les fragments biotine et peptidique des ligands, qui consistait soit en acide epsilon-aminohexanoïque (epsilonAhx) soit en epsilonAhx avec deux unités glycine supplémentaires. Les meilleurs résultats ont été obtenus avec c [Arg-Gly-Asp-D-Phe-Lys (Biot-Ahx-Gly-Gly) -Gly-] avec des constantes de dissociation de K (D) = 0,158 µM d'ELISA et K (D) = 1,1 microM à partir des mesures SPR. Le lipopeptide analogue, c [Arg-Gly-Asp-D-Phe-Lys ([dimyristoyl-3-thioglyceryl-succinimido-propanoyl] Ahx-Gly-Gly) -Gly], qui est utilisé comme ligand d'intégrine membranaire. Il est montré par microscopie à fluorescence et cryomicroscopie électronique que l'intégrine reconstituée en vésicules phospholipidiques se lie aux vésicules décorées avec le lipopeptide, formant des ponts régulièrement espacés entre les deux types de vésicules. Le nouveau ligand spécifique de l'intégrine permet l'établissement de nouveaux systèmes modèles pour des études systématiques de l'auto-organisation des clusters d'intégrine et des complexes d'adhésion focale.


Dispositifs hautement sensibles pour la détection de composés biologiques et chimiques

Les appareils à résonance plasmonique de surface (SPR) sont la référence en matière de balayage optique. Ils sont utilisés pour découvrir des biomarqueurs de maladies, détecter des médicaments, analyser des produits chimiques, garantir la qualité et la sécurité des aliments et détecter les polluants dans notre environnement. Les dispositifs SPR peuvent détecter des molécules à quelques centaines de nanomètres de leurs surfaces métalliques. Lorsqu'une molécule cible se lie à des molécules de capteur situées à la surface de l'appareil, elle modifie le trajet de la lumière traversant le milieu, modifiant ainsi son "indice de réfraction". Ce changement d'indice de réfraction est utilisé pour indiquer la présence de la molécule.

Les scientifiques s'efforcent d'améliorer la sensibilité, la compacité et le coût des dispositifs SPR en modifiant les matériaux utilisés pour les fabriquer.

Brian Corbett et Muhammad Khan de l'University College Cork en Irlande ont passé en revue les dernières recherches sur les dispositifs « Hole Surface Wave » et ont publié leurs résultats dans la revue Science and Technology of Advanced Materials.

Les ondes de surface de Bloch (BSW) sont des ondes lumineuses qui se déplacent à la surface de matériaux isolants - ou "diélectriques" - tels que le verre. Les chercheurs testent l'utilisation de matériaux diélectriques à la place des métaux généralement utilisés sur les surfaces des dispositifs SPR pour développer des dispositifs BSW. Cela leur permet de reconnaître des changements encore plus petits de l'indice de réfraction du matériau.

« Les ondes de surface de trou peuvent être utilisées pour une variété d'applications de capteurs », explique Corbett. `` Cette recherche a été principalement effectuée au cours de la dernière décennie, avec des démonstrations de vapeurs de capteurs, de divers biomarqueurs et d'agrégats de protéines. Ils peuvent également potentiellement servir de plate-forme pour des circuits intégrés optiques compacts », dit-il. Corbett suppose que les appareils BSW seront disponibles dans le commerce dans les prochaines années.

Corbett et Khan ont conçu un simple capteur BSW qui utilisait du silicium comme matériau de surface, ce qui, selon eux, présente des avantages pratiques en raison de la facilité avec laquelle il délivre et détecte les ondes lumineuses.

"La recherche montre que les ondes de surface peuvent être facilement générées et qu'elles constituent une mesure sensible pour reconnaître la liaison d'un matériau à une surface", explique Corbett. & quotLa surface du capteur est simple et facile à fabriquer, avec des sensibilités comparables et meilleures qu'avec les capteurs SPR. Ces capteurs peuvent fournir des recherches en temps réel et peuvent détecter la présence de biomarqueurs pour diverses maladies, telles que le cancer et la maladie d'Alzheimer, dans le cabinet du médecin. & quot

Les capteurs doivent encore être testés pour leur durabilité dans des environnements réels, explique Corbett. L'objectif de l'équipe est de développer une plate-forme de capteurs sur puce à haute sensibilité qui peut finalement être utilisée dans des appareils de bureau ou même sur des appareils basés sur des smartphones.


Plate-forme de capteur à résonance plasmonique de surface miniaturisée

Auteurs:
Hausler, P. Holler, S. Bierl, R. (Sensor Application Center, OTH-Regensburg, Seybothstr. 2, 93053 Regensburg, Allemagne)
Hirsch, T. (Institute for Analytical Chemistry, Chemo- and Biosensors, University of Regensburg, Universitätsstr. 31, 93053 Regensburg, Allemagne)

Contenu:
Sur le marché des capteurs, on peut observer que des capteurs qui étaient auparavant relativement simples se transforment de plus en plus en des systèmes de capteurs plus intégrés et plus intelligents. L'intégration de différentes microtechnologies dans un même capteur conduit notamment à des structures de plus en plus complexes. Par ailleurs, la tendance s'éloigne des systèmes micro-électromécaniques (MEMS), déjà fréquemment utilisés, vers les systèmes micro-opto-électro-mécaniques (MOEMS). Dans cette thèse, le développement d'une plate-forme de capteurs miniaturisés est présenté, capable de suivre les changements dans la composition chimique de différents liquides à la fois en temps réel et en ligne en utilisant le principe de la résonance plasmonique de surface (SPR).


Séquence de langue / choix de branche

La Marienschule propose à ses étudiants diverses filières et séquences linguistiques afin de rendre justice aux intérêts, aux talents et aux inclinations des jeunes.
Quel que soit l'ordre des deux premières langues étrangères (français et anglais), à la fin de la 7e année, les élèves peuvent choisir s'ils souhaitent s'orienter vers la branche linguistique (branche S) ou la branche scientifique (branche M) pour 8e et 9e années ) entrent.
L'école s'efforce de prendre en compte et de mettre en œuvre les choix de tous les élèves. Néanmoins, des conditions d'organisation doivent être prises en compte lors de la mise en place d'un Zweg, comme la taille minimale d'un groupe d'apprentissage stable. Malheureusement, la décision finale sur la création d'une branche ne peut être prise qu'une fois par an après évaluation des bulletins de vote à la fin de la 7e année.


  • Les écoliers à partir de la 9e d'un collège ou lycée normal
  • Preuve du niveau de langue A2 requis
  • Forte motivation pour étudier MINT ou économie en Allemagne (MINT = mathématiques, sciences naturelles, informatique, technologie) : attestée par une lettre de motivation et par exemple la participation à des Jeux olympiques scolaires, des compétitions, des projets régionaux et internationaux dans les matières MINT ainsi qu'une lettre de recommandation du professeur de classe
  • excellente performance académique, en particulier en mathématiques et en sciences naturelles
  • déclaration écrite de consentement des parents ou tuteurs légaux
  • chimie
  • génie mécanique
  • Ingénierie informatique
  • ingénieur industriel
  • Économie
  • Travaux publics
  • Ingénierie électrique
  • construction de véhicules
  • L'informatique
  • mathématiques
  • la physique
  • informatique de gestion
  • Économie
  • Administration des affaires
  • Géodésie et géoinformation
  • sciences de la Terre
  • météorologie

Contact : Chine continentale

Institut Goethe Chine
Nathalie Wagner
Chef de projet

ZHANG Yan
Employé de bureau

Le pont d'étude est un Programme d'auto-paiement. Les étudiants exceptionnels peuvent postuler au Goethe-Institut de Pékin pour des bourses partielles. Les participants paient les frais de leurs cours de langue, de leur préparation au TestDaF et des examens B directement au prestataire de cours. En outre, il existe des frais d'examen TestDaF (1800 RMB) et TestAS (y compris les frais de visa 2000 RMB).

Les modules MINT, la formation TestAS Fortmat et le cours d'apprentissage et interculturel sont proposés gratuitement par le Goethe-Institut, tandis que le DAAD propose gratuitement des conseils aux étudiants. Les participants peuvent payer eux-mêmes les frais de voyage, d'hébergement et de repas.

L'académie MINT en Allemagne est volontaire et payante. Renseignez-vous auprès des personnes de contact du Studienbrücke.

Bourses partielles : Des bourses partielles sont attribuées aux participants exceptionnels. Ceux-ci comprennent les coûts des cours de langues B1.1, B1.2, B2.1, B2.2, C1.1 (un cours par niveau) et les examens B (B1, B2). Tous les autres frais seront à la charge du boursier partiel.

Si vous venez de Chine continentale, vous devez prouver un niveau de langue A2 en allemand avec un certificat A2 du Goethe Institute au début du pont d'études.
Si vous avez déjà un niveau de langue supérieur, veuillez joindre le dernier certificat que vous avez obtenu à votre candidature.

Vous pouvez passer les certificats du Goethe-Institut au Goethe-Institut de Pékin, à Hong Kong ou dans l'un des neuf centres d'apprentissage des langues agréés Goethe en Chine continentale.

© TestDaF Institut Le TestDaF est suivi dans le cadre du programme Studienbrücke après la préparation linguistique par les cours de langues et le cours de préparation TestDaF.

Pour étudier dans une université allemande, des compétences linguistiques suffisantes au niveau B2 / C1 doivent être prouvées. Cette preuve peut être apportée par le TestDaF au niveau 4. L'examen comprend quatre parties : compréhension écrite, compréhension orale, expression écrite et expression orale. L'examen peut être passé dans votre Goethe-Institut ou dans un autre centre de test près de chez vous.

© TestAS La réalisation du TestAS fait partie de la préparation aux études du pont d'études.

Le TestAS est un test d'aptitude aux études centralisé et standardisé pour les futurs étudiants étrangers. Vous devez réussir le test avec au moins 100 points pour être admis à étudier dans l'une des universités partenaires du Studienbrücke. Le test se compose d'un test de base, qui teste vos capacités cognitives, et d'un test spécialisé pour le domaine d'études « Mathématiques, informatique et sciences naturelles », « Économie » ou « Sciences de l'ingénieur ».


Prof. Dr.rer.nat. Hans-Dieter Bauer | Responsable de la physique appliquée (B.Sc.)

1966-1970
A fréquenté l'école primaire à Bad Berneck.

1970-1979
A fréquenté le Graf-Münster-Gymnasium à Bayreuth, Abitur (cours avancés en chimie et physique).

1979-1990
Étude de physique à l'Université de Bayreuth, mineure en chimie macromoléculaire. Diplôme et thèse de doctorat dans le domaine de la physique expérimentale à la chaire du Prof. Markus Schwoerer.

1990-1991
Assistant universitaire à l'Université de Bayreuth.

1991-2000
Assistant de recherche à l'Institute for Microtechnology Mayence (IMM) GmbH. Création et gestion du département optique. Acquisition et gestion de projets dans le domaine de l'optique et de la lithographie aux rayons X (composants pour la technologie de la fibre optique, structures optiques intégrées, capteurs, LIGA). Pendant plusieurs années, responsable des relations publiques à l'institut. Plus récemment, l'un des directeurs scientifiques, responsable des domaines de l'optique et de la lithographie aux rayons X.

depuis le 1.1.2001
Professeur dans cette université, à l'époque encore dans le "Department of Physical Technology". L'enseignement se concentre principalement sur les cours d'initiation à la mécanique (pour différents cursus), ainsi que sur les cours sur l'électricité, les vibrations et les ondes, la thermodynamique, l'optique. Conformément à mon parcours, je suis actif dans la majeure technologie des microsystèmes (laboratoire de microstructuration). Mes cours sur les nanotechnologies et la spectroscopie laser se déroulent dans le programme de maîtrise que je dirige depuis mon accréditation. En ce qui concerne la recherche, mes activités se situent également dans les domaines des micro et nanotechnologies.

Je supervise des projets et des thèses dans les domaines de la microtechnique, de l'optique, de la spectroscopie, de la nanotechnologie, etc. Pour cela, je suis heureux d'établir des contacts "à l'extérieur", par exemple avec l'Institute for Microtechnology Mayence GmbH, l'Institut Max Planck pour la recherche sur les polymères de Mayence , la Society for Heavy Ion Research à Darmstadt ou l'Institut de structure appliquée et de microanalyse de l'Université de Mayence. Mais aussi à des entreprises telles que SCHOTT, Cubeoptics, Micromotion, etc.

. et sinon ?
Heureux marié depuis 1986, une fille de 25 ans, un fils de 17 ans et, bien sûr, beaucoup trop peu de temps pour la famille. Et encore moins pour les loisirs (conchylies, astronomie, photographie). Je vis avec ma femme et mes enfants dans la paisible ville viticole de Wallertheim en Hesse rhénane. Même en tant que « franconien de bière formé », j'apprécie maintenant le vin de Rheinhessen.

Au travail .


AK Gauglitz - Spectroscopie optique

L'axe de recherche principal du groupe du professeur Gauglitz se situe dans le domaine des capteurs optiques. D'une part, des méthodes de détection sans marqueur telles que la spectroscopie d'interférence réflectométrique (RIfS), la résonance plasmonique de surface (SPR), l'interféromètre de Mach-Zehnder (MZI) et le coupleur à réseau optique intégré sont utilisées. Ces méthodes sont utilisées à la fois dans l'étude des interactions biomoléculaires et dans les capteurs chimiques.

D'autre part, les biomolécules marquées par fluorescence sont utilisées en fluorescence par réflexion interne totale (TIRF) et en transfert d'énergie par résonance de Förster (FRET). En plus des fluorophores organiques habituels, des points quantiques (QD) spécialement conçus sont en cours de développement dans le groupe de travail du professeur Gauglitz, qui surpassent les premiers en termes de propriétés.

Les surfaces des puces modifiées au moyen de procédés chimiques et/ou photochimiques pour ces capteurs sont soumises à divers procédés d'analyse tels que l'ellipsométrie spectrale et à longueur d'onde unique, les examens microscopiques à force atomique (AFM), les mesures d'angle de contact, etc. La caractérisation de surface est ainsi le deuxième grand axe de travail du groupe Gauglitz.

La spectroscopie optique et l'analyse de surface sont complétées par des méthodes calorimétriques lors de l'étude des interactions biomoléculaires.

La chimiométrie facilite l'évaluation des propriétés des substances et des systèmes, qui sont difficiles à mesurer directement.


Vidéo: Surface Plasmon Resonance Explained (Juillet 2022).


Commentaires:

  1. Aswad

    la phrase très précieuse

  2. Coireail

    Je m'excuse, mais, à mon avis, vous n'avez pas raison. Je suis assuré. Je peux défendre la position. Écrivez-moi dans PM, nous communiquerons.

  3. Camelon

    Ici, il n'y a rien à faire.



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