Вышедшие номера
Home » Оптика и спектроскопия » Год 2023, выпуск 10 » Статья стр. 1418
<<<>>>
Влияние толщины разделительного слоя полиэлектролитов на кинетику затухания флуоресценции конъюгатов IgG-FITC вблизи плазмонной пленки серебра
DOI: 10.61011/OS.2023.10.56894.5544-23
Белорусский республиканский фонд фундаментальных исследований, БРФФИ-НИЦ, Ф22ТУРЦ-007
Министерство образования Республики Беларусь, Фотоника и электроника для инноваций, задание 1.5
Степуро В.И. 1, Кулакович О.С. 2, Маскевич А.А.3, Гузатов Д.В.3, Демир Х.В.4, Гапоненко С.В.2, Маскевич С.А.1
1Международный государственный экологический институт им. А.Д. Сахарова Белорусского государственного университета, Минск, Беларусь
2Институт физики им. Б.И. Степанова Национальной академии наук Беларуси, Минск, Беларусь
3Гродненский государственный университет им. Янки Купалы, Гродно, Беларусь
4Университет Билькент, Билькент, Анкара, Турция
Email: stsiapura@gmail.com, o.kulakovich@ifanbel.bas-net.by, amaskevich@grsu.by, guzatov@mail.ru, volkan@bilkent.edu.tr, s.gaponenko@ifanbel.basnet.by, sergei.maskevich@gmail.com
Поступила в редакцию: 7 сентября 2023 г.
В окончательной редакции: 7 сентября 2023 г.
Принята к печати: 13 октября 2023 г.
Выставление онлайн: 16 декабря 2023 г.
PDF версия
Эффект усиления флуоресценции вблизи металлических наноструктур позволяет значительно повысить чувствительность флуоресцентных методов детекции, что находит широкое применение в диагностике и разработке биосенсоров. В настоящей работе исследовалась кинетика затухания флуоресценции конъюгатов иммуноглобулина G с флуоресцеин-изотиоцианатом вблизи плазмонной пленки серебра, образованной коллоидными наночастицами с диаметром ~40 nm. Обнаружено влияние толщины спейсерного слоя из катионного/анионного полиэлектролитов (число слоев менялось от 1 до 7), отделяющих флуоресцентный конъюгат от плазмонной пленки, на длительность кинетики эмиссии. Кинетика флуоресценции являлась мультиэкспоненциальной и моделировалась непрерывным распределением излучателей по длительности затухания с использованием метода максимума энтропии. На основе теоретической зависимости изменения константы скорости излучательного перехода от расстояния до металла оценены усредненные по ансамблю квантовые выходы флуоресценции для конъюгатов, расположенных на различном удалении от плазмонной пленки, и обнаружено, что усиление флуоресценции конъюгатов вблизи коллоидных наночастиц обусловлено изменением эффективности возбуждения, но не ростом квантового выхода флуоресценции. Ключевые слова: наноплазмоника, кинетика затухания флуоресценции, метод максимума энтропии, коллоидная наночастица, флуоресцеин-изотиоцианат, иммунодиагностика.
  1. J.R. Lakowicz, J. Malicka, S. D'Auria, I. Gryczynski. Anal Biochem., 320 (1), 13 (2003). DOI: 10.1016/S0003-2697(03)00351-8
  2. O.C. Кулакович, Н.Д. Стрекаль, М.В. Артемьев, А.П. Ступак, С.А. Маскевич. Журн. прикл. спектр., 73 (6) 797 (2006). [O. Kulakovich, N. Strekal', M. Artem'ev, A. Stupak, S. Maskevich, S. Gaponenko. J. Appl. Spectrosc., 73 (6), 892 (2006). DOI: 10.1007/s10812-006-0172-3]
  3. K. Kneipp. Physics Today, 60 (11), 40 (2007). DOI: 10.1063/1.2812122
  4. M.I. Stockman. Physics Today, 64 (2), 39 (2011). DOI: 10.1063/1.3554315
  5. A. Steinbruck, A. Csaki, W. Fritzsche. Reviews in Plasmonics 2010 (Springer New York, 2012), p. 1. DOI: 10.1007/978-1-4614-0884-0_1
  6. N. Strekal, S. Maskevich. Reviews in Plasmonics 2010 (Springer New York, 2012), p. 283. DOI: 10.1007/978-1-4614-0884-0_11
  7. А.А. Романенко, С.В. Ващенко, В.В. Станкевич, А.Я. Луневич, Ю.Ф. Глухов, С. В. Гапоненко. Журн. прикл. спектр., 81 (2) 228 (2014). [A. Ramanenka, S. Vaschenko, V. Stankevich, A.Y. Lunevich, Y.F. Glukhov, S. Gaponenko. J. Appl. Spectrosc., 81 (2), 222 (2014). DOI: 10.1007/s10812-014-9913-x]
  8. J. Luan, A. Seth, R. Gupta, Z. Wang, P. Rathi, S. Cao, H. Gholami Derami, R. Tang, B. Xu, S. Achilefu, J.J. Morrissey, S. Singamaneni. Nature Biomedical Engineering, 4 (5), 518 (2020). DOI: 10.1038/s41551-020-0547-4
  9. В.Ф. Аскирка, Д.В. Гузатов, С.А. Маскевич. Опт. и спектр., 129, 223 (2021). DOI: 10.21883/OS.2021.02.50562.195-20 [V. Askirka, D. Guzatov, S. Maskevich. Opt. Spectrosc., 129, 261 (2021). DOI: 10.1134/S0030400X21020028]
  10. M. Wang, M. Wang, G. Zheng, Z. Dai, Y. Ma. Nanoscale Advances, 3 (9), 2448 (2021). DOI: 10.1039/D0NA01050B
  11. N. Strekal, O. Kulakovich, V. Askirka, I. Sveklo, S. Maskevich. Plasmonics, 4 (1), 1 (2009). DOI: 10.1007/s11468-008-9063-1
  12. D.V. Guzatov, S.V. Vaschenko, V.V. Stankevich, A.Y. Lunevich, Y.F. Glukhov, S.V. Gaponenko. J. Phys. Chem. C, 116 (19), 10723 (2012). DOI: 10.1021/jp301598w
  13. A. Muravitskaya, O. Kulakovich, P.M. Adam, S. Gaponenko. Рhys. Stat. Sol. B, 255 (4), 1700491 (2018). DOI: 10.1002/pssb.201700491
  14. S. Vaschenko, A. Ramanenka, O. Kulakovich, A. Muravitskaya, D. Guzatov, A. Lunevich, Y. Glukhov, S. Gaponenko. Proc. Engin., 140, 57 (2016). DOI: 10.1016/j.proeng.2015.08.1111
  15. И.В. Коктыш, Я.И. Мельникова, О.С. Кулакович, А.А. Романенко, С.В. Ващенко, А.О. Муравицкая, С.В. Гапоненко, С.А. Маскевич. Журн. прикл. спектр., 87, 808 (2020). [I. Koktysh, Y.I. Melnikova, O. Kulakovich, A. Ramanenka, S. Vaschenko, A. Muravitskaya, S. Gaponenko, S. Maskevich. J. Appl. Spectrosc., 87, 870 (2020). DOI: 10.1007/s10812-020-01083-2]
  16. O. Kulakovich, A. Scherbovich, I. Koktysh, Y. Melnikova, A. Ramanenka, S. Gaponenko, S. Maskevich. Z. Phys. Chem., 236 (11-12), 1603 (2022). DOI: 10.1515/zpch-2021-3110
  17. О.С. Кулакович, А.А. Щербович, А.А. Романенко, И.В. Коктыш, Я.И. Мельникова, С.В. Гапоненко, С.А. Маскевич. Журн. прикл. спектр., 90 (1), 48 (2023). [O. Kulakovich, A. Shcherbovich, A. Ramanenka, I. Koktysh, Y.I. Melnikova, S. Gaponenko, S. Maskevich. J. Appl. Spectrosc., 90 (1), 42 (2023). DOI: 10.1007/s10812-023-01500-2]
  18. S.V. Gaponenko, D.V. Guzatov. Proc. IEEE, 108 (5), 704 (2020). DOI: 10.1109/jproc.2019.2958875
  19. D.V. Guzatov, S.V. Gaponenko, H.V. Demir. AIP Advances, 8 (1), 015324 (2018). DOI: 10.1063/1.5019778
  20. X. Yang, P.L. Hernandez-Martinez, C. Dang, E. Mutlugun, K. Zhang, H.V. Demir, X.W. Sun. Advanced Opt. Mater., 3 (10), 1439 (2015). DOI: 10.1002/adom.201500172
  21. Z. Lei, M. Liu, W. Ge, X. Yang, J. Chen, Y. Lu. J. Lumin., 206, 359 (2019). DOI: 10.1016/j.jlumin.2018.10.052
  22. A.P. Demchenko. Introduction to fluorescence sensing (Cham: Springer, 2015). DOI: 10.1007/978-3-319-20780-3
  23. M. Bauch, K. Toma, M. Toma, Q. Zhang, J. Dostalek. Plasmonics, 9, 781 (2014). DOI: 10.1007/s11468-013-9660-5
  24. A.B.T. Ghisaidoobe, S.J. Chung. International J. Mol. Sci., 15 (12), 22518 (2014). DOI: 10.3390/ijms151222518
  25. J.R. Alcala, E. Gratton, F. Prendergast. Biophys. J., 51 (4), 597 (1987). DOI: 10.1016/S0006-3495(87)83384-2
  26. E.P. Diamandis. Clin. Biochem., 21 (2), 139 (1988). DOI: 10.1016/0009-9120(88)90001-x
  27. A.K. Hagan, T. Zuchner. Anal. Bioanal. Chem., 400 (9), 2847 (2011). DOI: 10.1007/s00216-011-5047-7
  28. H. Mishra, B.L. Mali, J. Karolin, A.I. Dragan, C.D. Geddes. PCCP, 15 (45), 19538 (2013). DOI: 10.1039/C3CP50633A
  29. Y.-T. Liu, X.-F. Luo, Y.-Y. Lee, I.-C. Chen. Dyes and Pigments, 190, 109263 (2021). DOI: 10.1016/j.dyepig.2021.109263
  30. J.S. Beckwith, C.A. Rumble, E. Vauthey. Int. Rev. Phys. Chem., 39 (2), 135 (2020). DOI: 10.1080/0144235X.2020.1757942
  31. N. Dordevic, J.S. Beckwith, M. Yarema, O. Yarema, A. Rosspeintner, N. Yazdani, J. Leuthold, E. Vauthey, V. Wood. ACS Photonics, 5 (12), 4888 (2018). DOI: 10.1021/acsphotonics.8b01047
  32. P.C. Lee, D. Meisel. J. Phys. Chem., 86 (17), 3391 (1982). DOI: 10.1021/j100214a025
  33. O. Kulakovich, L. Gurinovich, H. Li, A. Ramanenka, L. Trotsiuk, A. Muravitskaya, J. Wei, H. Li, N. Matveevskaya, D.V. Guzatov, S. Gaponenko. Nanotechnology, 32 (3), 035204 (2021). DOI: 10.1088/1361-6528/abbdde
  34. F. Caruso. Adv. Mater., 13 (1), 11 (2001). DOI: 10.1002/1521-4095(200101)13:1<11::AID-ADMA11>3.0.CO;2-N
  35. В. Степуро. Веснiк Гродзенскага дзяржаунага унiверсiтэта iмя Янкi Купалы. Серыя 2, 5 (1), 52 (2001)
  36. А. Маскевич, В. Степуро, П. Балинский. Журн. прикл. спектр., 77 (2), 209 (2010). [A. Maskevich, V. Stsiapura, P. Balinski. J. Appl. Spectrosc., 77 (2), 194 (2010). DOI: 10.1007/s10812-010-9314-8]
  37. А. Маскевич, В. Степуро, С. Кургузенков, А. Лавыш. Веснiк Гродзенскага дзяржаyнага yнiверсiтэта iмя Янкi Купалы. Серыя 2, 3 (159), 107 (2013)
  38. M. Vincent, J. Gallay, A.P. Demchenko. J. Phys. Chem., 99 (41), 14931 (1995). DOI: 10.1021/j100041a006
  39. A. Livesey, J. Brochon. Biophys. J., 52 (5), 693 (1987). DOI: 10.1016/S0006-3495(87)83264-2
  40. J.-C. Brochon. Methods Enzymol., 240, 262 (1994). DOI: 10.1016/s0076-6879(94)40052-0
  41. A. Siemiarczuk, B.D. Wagner, W.R. Ware. J. Phys. Chem., 94 (4), 1661 (1990). DOI: 10.1021/j100367a080
  42. P.J. Steinbach, R. Ionescu, C.R. Matthews. Biophys. J., 82 (4), 2244 (2002). DOI: 10.1016/S0006-3495(02)75570-7
  43. R. Esposito, C. Altucci, R. Velotta. J. Fluoresc., 23 (1), 203 (2013). DOI: 10.1007/s10895-012-1135-0
  44. A.T. Kumar, L. Zhu, J. Christian, A.A. Demidov, P.M. Champion. J. Phys. Chem. B, 105 (32), 7847 (2001). DOI: 10.1021/jp0101209
  45. E. Henry, E. Deprez, J.-C. Brochon. J. Mol. Struct., 1077, 77 (2014). DOI: 10.1016/j.molstruc.2013.12.079
  46. R. Sjoback, J. Nygren, M. Kubista. Spectrochim. Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectrosc., 51 (6), L7 (1995). DOI: 10.1016/0584-8539(95)01421-P
  47. C. Deka, B.E. Lehnert, N.M. Lehnert, G.M. Jones, L.A. Sklar, J.A. Steinkamp. Cytometry, 25 (3), 271 (1996). DOI: 10.1002/(SICI)1097-0320(19961101)25:3<271::AID-CYTO8>3.0.CO;2-I
  48. G. Hungerford, J. Benesch, J.F. Mano, R.L. Reis. Photochem. \& Photobiolog. Sci., 6 (2), 152 (2007). DOI: 10.1039/b612870j
  49. E. Grell, E. Lewitzki, H. Ruf, K. Brand, F.W. Schneider, T. von der Haar, K.A. Zachariasse. J. Fluoresc., 4 (3), 251 (1994). DOI: 10.1007/bf01878459
  50. E. Lewitzki, E. Schick, R. Hutterer, F.W. Schneider, E. Grell. J. Fluoresc., 8 (2), 115 (1998). DOI: 10.1023/a:1022542208027
  51. R.F. Chen, J.R. Knutson. Anal. Biochem., 172 (1), 61 (1988). DOI: 10.1016/0003-2697(88)90412-5
  52. P. Dennler, E. Fischer, R. Schibli. Antibodies, 4 (3), 197 (2015). DOI: 10.3390/antib4030197
  53. K. Palo, L. Brand, C. Eggeling, S. Jager, P. Kask, K. Gall. Biophys. J., 83 (2), 605 (2002). DOI: 10.1016/s0006-3495(02)75195-3
  54. О. Кулакович, С. Гапоненко, Д. Гузатов. Журн. прикл. спектр., 90 (3), 447 (2023). [O. Kulakovich, S. Gaponenko, D. Guzatov. J. Appl. Spectrosc., 90 (3), 567 (2023). DOI: 10.1007/s10812-023-01567-x].

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.

Учредители

Издатель

© 2024 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme