تهیه حسگرهای زیستی نانوذرات نقره بر پایه‌ رامان بهبود‌یافته‌ سطحی (sers)، در جهت مطالعه‌ ارتعاشات مولکولی اسیدآمینه‌ والین (valine)

مقدمه : اسیدآمینه‌ والین یکی از 22 اسیدآمینه‌ اصلی‌ یاخته‌های زنده و از اسیدهای آمینه ضروری در رژیم غذایی انسان است. اسیدآمینه والین نیز در ساخت برخی میانجی‌های عصبی موثر است. وجود مقادیر بسیار کم اسیدآمینه‌ والین c5h11no2))، در خون نشانی از نقص در سیستم سوخت‌وساز بدن آنها است که این عمل باعث بروز بیماری‌های متابولیکی می‌شود. روش پراکندگی رامان بهبود‌یافته‌ سطحی (sers)، روشی دقیق برای شناسایی مواد زیستی و مواد شیمیایی با غلظت‌های بسیار کم می‌باشد. در این مقاله، برای شناسایی اسیدآمینه‌ والین، جهت کنترل بیماری‌های ناشی از آن از بسترهای پوشش داده شده با نانوذرات نقره استفاده شده است.روش بررسی: با استفاده از نمک نقره و عامل کاهنده تری‌سدیم سیترات دوآبه، نانوذرات نقره به روش ساده شیمیایی (لی و میسل) ساخته شدند و با روش چرخشی (اسپین - کت)، نانوذرات نقره بروی بسترهای شیشه‌ای پوشش داده شدند. در نهایت، با استفاده از این بسترهای sers، به عنوان حسگرهای پلاسمونیکی و طیف‌سنجی رامان بهبود سیگنال رامان ارتعاش‌های مولکولی اسیدآمینه‌ والین به‌‌وسیله بسترهای sers، به عنوان حسگرهای پلاسمونیکی و طیف‌سنجی رامان، شناسایی شدند.یافته‌ها: نانوذرات نقره ساخته ‌شده، نانوذراتی کروی و شبه‌کروی هستند که با مشاهده قله تشدید پلاسمونی در 410 نانومتر تشکیل نانوذرات نقره را تایید می‌کند. بسترهای فعال sers، با نانوذرات پوشش داده شده‌اند که باعث بهبود سیگنال رامان می‌شود. بهبود سیگنال رامان، ناشی از تشدید پلاسمون‌های سطحی نانوذرات است. بسترهای فعال sers، نانوذرات نقره به صورت لایه‌نشانی شده روی  بستر شیشه‌ای، برای تشخیص اسیدآمینه‌ والین، ساخته شدند و حد تشخیص آن‌ 9-10 مولار و همچنین انحراف استاندارد نسبی (rsd)، برای شش اندازه‌گیری مکرر در غلظت  9-10 مولار 30/4 درصد به دست آمد. بنابراین نتایج رامان بدست آمده نشان می‌دهد که بسترهای فعال sers، نانوذرات نقره برای تشخیص اسیدآمینه‌ والین، با روش‌های توسعه‌یافته نتایج امیدوارکننده‌ای را برای مطالعات مبتنی بر sers نشان می‌دهد و می‌تواند منجر به توسعه حسگرهای میکرونی می‌شوند.نتیجه‌گیری: در طیف‌سنجی رامان، بسترهای فعال sers، که با نانوذرات نقره پوشش داده شده‌اند؛ مورد توجه هستند که به دلیل تشدید پلاسمون‌های سطحی نانوذرات نقره و پراکندگی نور از ذرات نقره بزرگتر است چون سیگنال رامان ارتعاش‌های مولکولی اسیدآمینه‌ والین را تقویت می‌کنند. با کاهش غلظت‌ اسیدآمینه والین لایه‌نشانی شده روی بسترهای فعال sers، به دلیل کاهش تعداد ارتعاش‌های مولکولی، سیگنال رامان نیز تضعیف می‌شود که با افزایش میزان زبری سطح بسترهای فعال sers، می‌توان سیگنال رامان را به دلیل افزایش میزان پراکندگی نور از مراکز زبر افزایش داد. این مراکز زبر، همان ذرات بزرگتری هستند که در حین لایه‌نشانی به روش چرخشی (اسپین-کت) ایجاد می‌شوند و در نتیجه با افزایش میزان پراکندگی نور از خود، منجر به بهبود سیگنال می‌شوند و در ادامه ارتعاش‌های مولکولی اسیدآمینه والین به‌وسیله‌ بسترهای sers، به عنوان حسگرهای پلاسمونیکی و طیف‌سنجی رامان، شناسایی شدند.

preparation of silver nanoparticle biosensors based on surface-enhanced raman spectroscopy (sers) to study the molecular vibrations of the amino acid valine

introduction: the amino acid valine is one of the twenty-two essential amino acids of living cells and the human diet. the amino acid valine is also effective in making some neurotransmitters. if very low levels of the amino acid valine (c5h11no2) are present in the blood, a defect is probable to exist in the body’s metabolic system, which can lead to metabolic diseases. the surface-enhanced raman spectroscopy (sers) method is a precise technique for identifying extremely low concentrations of chemicals and biological materials. in the present paper, for the purpose of controlling the mentioned metabolic diseases, some substrates coated with silver nanoparticles have been applied to detect the amino acid valine.analysis method: the silver nanoparticles were fabricated by a simple chemical method (lee and misel) using silver salt and reducing agent tri-sodium citrate dihydrate and silver nanoparticles were coated on glass substrates by a spinning method (spin-coat). finally, raman signal enhancement of molecular vibrations of the amino acid valine was identified by the sers substrates as plasmonic sensors and raman spectroscopy.results: the fabricated silver nanoparticles are spherical and quasi-spherical nanoparticles that confirm the formation of silver nanoparticles by observing the plasmon resonance peak at 410 nm. the active sers substrates have been coated with nanoparticles, which enhances the raman signal. the enhancement of the raman signal is due to the resonance of the surface plasmons of the nanoparticles. the active sers substrates, silver nanoparticles deposited on a glass substrate, were made for the detection of the amino acid valine, the detection limit was equal to 10-9 m, and the relative standard deviation (rsd) for six iterative measurements at a concentration of 10-9 m was obtained to be 4.30%. therefore, the obtained raman results indicate that the active sers substrates, silver nanoparticles for the detection of the amino acid valine, with the developed methods, demonstrate promising results for sers-based studies and can lead to the development of micron sensors.conclusion: in raman spectroscopy, sers active substrates coated with silver nanoparticles are of researchers’ interests due to the resonance of surface plasmons of silver nanoparticles and larger light scattering from silver particles since the raman signal amplifies the molecular vibrations of the amino acid valine. by decreasing the concentration of the amino acid valine deposited on the active sers substrates, the raman signal is also attenuated with the reduction in the number of molecular vibrations; by increasing the surface roughness of sers active substrates, the raman signal can be amplified due to the increase in light scattering from rough centers. these rough centers are the larger particles that are made during the deposition process by the spin-coat method, and as a result, they lead to a signal enhancement by increasing the rate of light scattering from themselves, and molecular vibrations of the amino acid valine were then detected by sers substrates as plasmonic sensors and raman spectroscopy.