Logowanie do System sprawozdań KDM

Badanie zmienności sygnału w zjawisku powierzchniowo-wzmocnionej spektroskopii Ramana

Kierownik projektu: Maciej Wróbel

Politechnika Gdańska

Wydział Elektroniki, Telekomunikacji i Informatyki

Gdańsk

Streszczenie projektu

Spektroskopia Ramana jest optyczną spektralną techniką pomiarową, wykorzystującą efekt Ramana, w którym wiązka światła pobudzenia zostaje rozproszona powodując generację nowych fal, których energia zależy od właściwych wiązań molekularnych występujących w oświetlanej próbce. Ponieważ różnica energii jest zawsze taka sama dla konkretnego wiązania chemicznego, mówi się, że jest to swoisty "odcisk palca" danej substancji chemicznej. Metoda ta jest dlatego szeroko wykorzystywana w chemii, inżynierii materiałowej, fizyce, naukach biologicznych oraz innych dziedzinach, gdzie ważny jest skład chemiczny próbki. W przypadku powierzchniowo-wzmocnionej spektroskopii Ramana (ang. Surface-Enhanced Raman spectroscopy - SERS), gdy molekuła znajdzie się odpowiednio blisko powierzchni metalu szlachetnego, pole elektromagnetyczne generowane przez laser zostaje znacząco wzmocnione w wyniku rezonansu z plazmonami powierzchniowymi, powodując wzmocnienie sygnału pochodzącego z owej molekuły. W metodzie SERS intensywność sygnału jest ok. 1 000 000-100 000 000 razy większa niż w zwyczajnej spektroskopii Ramana, co pozwala na detekcję ekstremalnie niskich stężeń substancji, np. leki, białka, czy znaczniki chorobowe.

Przewidujemy, że aby poprawić czułość i powtarzalność metody SERS, przyjrzymy się dokładnie mechanizmom odpowiedzialnym za fakt powstawania wzmocnienia i przebadamy ich wpływ na stabilność sygnału, a co za tym idzie dokładność i powtarzalność pomiarów. Przyjrzymy się bliżej charakterystyce i właściwościom fluktuacji sygnału w zależności od różnorodnych parametrów materiałów, badanych molekuł i parametrów pomiarowych, gdyż każdy z nich ma wpływ na zmienność sygnału pomiarowego w metodzie SERS. Charakter zmienności określimy stosując szereg metod statystycznych i przetwarzania pomiarów, oraz opracujemy modele matematyczne wyjaśniające zmienność w metodzie SERS.

Detekcja sygnału metodą SERS opiera się o metody statystyczne, budowę modeli kalibracyjnych i algorytmów uczenia maszynowego.

Centrum Informatyczne Trójmiejskiej Akademickiej Sieci Komputerowej
ul. G. Narutowicza 11/12, 80-233 Gdańsk   |   tel. 58-347-24-11
email: office@task.gda.pl   |   NIP: 584-020-35-93