Capabilities of surface enhanced Raman spectroscopy for the identification of multiple pigments in a complex organic mixture

E. A. Oleynik; Олейник Е. А.; E. P. Kozhina; Кожина Е. П.; S. A. Bedin; Бедин С. А.; A. V. Naumov; Наумов А. В.

doi:10.31857/S0367676523703118

Возможности гигантского комбинационного рассеяния для мультикомпонентной идентификации пигментов в сложной органической смеси

Авторы: Олейник Е.А.¹^,2, Кожина Е.П.³, Бедин С.А.³^,2, Наумов А.В.³^,2
Учреждения:
1. Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования “Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова”
2. Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования “Московский педагогический государственный университет”, Лаборатория физики перспективных материалов и наноструктур
3. Федеральное государственное бюджетное учреждение науки “Физический институт имени П.Н. Лебедева Российской академии наук”, Троицкое обособленное подразделение
Выпуск: Том 87, № 12 (2023)
Страницы: 1806-1812
Раздел: Статьи
URL: https://journals.rcsi.science/0367-6765/article/view/232555
DOI: https://doi.org/10.31857/S0367676523703118
EDN: https://elibrary.ru/QJNECE
ID: 232555

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ
Доступ закрыт

Доступ предоставлен
Доступ закрыт

Только для подписчиков

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

Предложен способ высокочувствительной идентификации состава красок, применяемых в живописи, при помощи метода гигантского комбинационного рассеяния света с использованием усиливающих сигнал подложек с массивом вертикально-стоящих серебряных нанопроволок. На примере модельной темперной краски, на основе яичного белка с неорганическим пигментом (сурик свинцовый, массикот, изумрудный зеленый) показано, что при уменьшении концентрации пигмента применение подложек позволяет значительно повысить чувствительность при обнаружении пигмента в более низкой концентрации вплоть до 0.01 г, по сравнению с сигналом комбинационного рассеяния света на фольге. Использование усиливающих подложек позволяет повысить чувствительность метода, благодаря чему можно точно идентифицировать используемые компоненты не только по отдельности, но и виде смеси.

Ключевые слова

Surface Enhanced Raman Spectroscopy, nanowires, protein, pigment

Об авторах

Е. А. Олейник

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
“Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова”; Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
“Московский педагогический государственный университет”,
Лаборатория физики перспективных материалов и наноструктур

Автор, ответственный за переписку.
Email: mickjaggernaut@mail.ru
Россия, Москва; Россия, Москва

Е. П. Кожина

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки
“Физический институт имени П.Н. Лебедева Российской академии наук”, Троицкое обособленное подразделение

Email: mickjaggernaut@mail.ru
Россия, Москва

С. А. Бедин

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки
“Физический институт имени П.Н. Лебедева Российской академии наук”, Троицкое обособленное подразделение; Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
“Московский педагогический государственный университет”,
Лаборатория физики перспективных материалов и наноструктур

Email: mickjaggernaut@mail.ru
Россия, Москва; Россия, Москва

А. В. Наумов

Email: mickjaggernaut@mail.ru
Россия, Москва; Россия, Москва

Список литературы

Khatoon U.T., Rao G.V.S.N., Mantravadi K.M., Oztekin Y. // RSC Advances. 2018. V. 8. P. 19739.
Кукушкин В.И., Кирпичев В.Е., Морозова Е.Н. и др. // Письма в ЖЭТФ. 2020. Т. 112. № 1–2(7). С. 38; Kukushkin V.I., Kirpichev V.E., Morozova E.N. et al. // JETP Lett. 2020. V. 112. No. 1. P. 31.
Ковалец Н.П., Кожина Е.П., Долуденко И.М. и др. // Изв. РАН. Сер. физ. 2021. Т. 85. № 8. С. 1097; Kovalec N.P., Kozhina E.P., Razumovskaya I.V. et al. // Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 2021. V. 85. No. 8. P. 854.
Kovalets N.P., Razumovskaya I.V., Bedin S.A. et al. // J. Chem. Phys. 2022. V. 156. No. 3. Art. No. 034902.
Кожина Е.П., Андреев С.Н., Тараканов В.П. и др. // Изв. РАН. Сер. физ. 2020. Т. 84. № 12. С. 1725; Kozhina E.P., Andreev S.N., Tarakanov V.P. et al. // Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 2020. V. 84. No. 12. P. 1465.
Горбачев А.А., Ходасевич И.А., Третинников О.Н. // Журн. прикл. спектроск. 2020. Т. 87. № 2. С. 233; Gorbachev A.A., Khodasevich I.A., Tretinnikov O.N. // J. Appl. Spectrosс. 2020. V. 87. No. 2. P. 249.
Chen C., Zhang Q., Lu D. et al. // J. Appl. Spectrosc. 2022. V. 89. No. 5. P. 879.
Yang H., Zhang M.L., Yao L.H. et al. // J. Appl. Spectrosc. 2019. V. 86. No. 6. P. 1077.
Yu M., Wang J., Chen J. et al. // J. Appl. Spectrosc. 2019. V. 86. No. 2. P. 328.
Гапоненко С.Н., Шабуня-Клячковская Е.В., Бельков М.B. // Журн. прикл. спектроск. 2023. Т. 90. № 2. С. 156; Gaponenko S.V., Shabunya-Klyachkovskaya E.V., Belkov M.V. // J. Appl. Spectrosс. 2023. V. 90. No. 2. P. 156.
Milekhin I.A., Anikin K.V., Rahaman M. et al. // J. Chem. Phys. 2020. V. 153. No. 16. Art. No. 164708.
Тюгаев М.Д., Харитонов А.В., Газизов А.Р. и др. // Письма в ЖЭТФ. 2019. Т. 110. № 12. С. 772; Tyugaev M.D., Kharitonov A.V., Gazizov A.R. et al. // JETP Lett. 2019. V. 110. No. 12. P. 766.
Chen K., Leona M., Vo-Dinh T. // Sensor Rev. 2007. V. 27. No. 2. P. 109.
Klyachkovskaya E.V., Guzatov D.V., Strekal N.D. et al. // J. Raman Spectrosc. 2012. V. 43. P. 741.
Гладышев Е.С., Куценко С.А., Храмов В.Н. // Фотоника. 2009. № 6. С. 22.
Шабуня-Клячковская Е.В., Гапоненко С.В., Ващенко С.В. и др. // Журн. прикл. спектроск. 2014. Т. 81. № 3. С. 378; Shabunya-Klyachkovskaya E.V., Gaponenko S.V., Vashchenko S.V. et al. // J. Appl. Spectrosс. 2014. V. 81. No. 3. P. 399.
Turkevich J., Cooper Stevenson P., Hillier J. // Discuss. Faraday Soc. 1951. V. 11. P. 55.
Гренберг Ю.И. Технология станковой живописи: История и исследования. М.: Изобразит. искусство, 1982. 336 с.
Бартенева Ю.В., Петрикеева Е.Н., Изотова Е. // Коллекция гуманитарных иссл. 2018. № 3. С. 42.
Фейнберг Л.Е., Гренберг Ю.И. Секреты живописи старых мастеров. М.: Изобразительное искусство, 1989. 368 с.
Vandenabeele P. // J. Raman Spectrosc. 2004. V. 35. No. 8. P. 607.
Navas N., Romero-Pastor J., Manzano E., Cardell C. // J. Raman Spectrosc. 2010. V. 41. No. 11. P. 1486.
Guglielmi V., Comite V., Andreoli M. et al. // Appl. Sciences. 2020. V. 10. No. 20. P. 7121.
Брандт Н.Н., Ребрикова Н.Л., Чикишев А.Ю. // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 3. Физ. Астрон. 2009. Т. 64. № 6. С. 600.
Смит А. Прикладная ИК спектроскопия. М.: “Мир”, 1982. 327 с.
Vogt H. // Topics Appl. Phys. 1982. V. 50. P. 208.
Le Ru E.C., Blackie E., Meyer M., Etchegoin P. G. // J. Phys. Chem. 2007. V. 111. No. 37. P. 13794.
Le Ru E.C., Etchegoin P.G. // MRS Bull. 2013. V. 38. No. 8. P. 631.
Raikar U.S., Tangod V.B., Mastiholi B.M., Fulari V. J. // Opt. Commun. 2011. V. 284. No. 19. P. 4761.
Saviello D., Alyami A., Trabace M. // RSC Advances. 2018. V. 8. No. 15. P. 8365.
Кировская И.А. Химия. Коллоидные растворы. Омск: Изд-во ОмГТУ, 2003. 199 с.
Galloway T.A., Cabo-Fernandez L., Aldous I.M. et al. // Faraday Discuss. 2017. V. 205. P. 469.
Retko K., Legan L., Ropret P. // J. Raman Spectrosc. 2020. V. 52. No. 1. P. 130.
Lin X.-M., Cui Y., Xu Y.-H. et al. // Analyt. Bioanalyt. Chem. 2009. V. 394. No. 7. P. 1729.
Doherty B., Brunetti B.G., Sgamellotti A., Miliani C. // J. Raman Spectrosc. 2011. V. 42. No. 11. P. 1932.
Кожина Е.П., Бедин С.А., Андреев С.Н., Наумов А.В. Гигантское комбинационное рассеяние света на серебряных нанопроволочных метаповерхностях. Москва: Тровант, 2022. 59 с.
Kozhina E.P., Bedin S.A., Nechaeva N.L. et al. // Appl. Sciences. 2021. V. 11. No. 4. P. 1375.
Апель П.Ю., Бобрешова О.В., Волков А.В. и др. // Мембр. и мембр. технол. 2019. Т. 1. № 2. С. 59; Apel P.Yu., Bobreshova O.V., Volkov A.V. et al. // Membr. Membr. Technol. 2019. V. 1. No. 2. P. 45.
Menges F. Spectragryph – optical spectroscopy software. Oberstdorf: Optical Spectroscopy Software, 2020.
Painter P.C., Koenig J.L. // Biopolymers. 1976. V. 15. No. 11. P. 2155.
Osticioli I., Nevin A., Anglos D. et al. // J. Raman Spectrosc. 2008. V. 39. No. 2. P.307.
Dingar N.C., Horowitz G.L., Kang J.W. et al. // PLoS ONE. 2012. V. 7. No. 2. Art. No. e32406.