La spettroscopia avanzata al plasmone consente agli scienziati di raggiungere la sensibilità della singola molecola e una risoluzione laterale anche fino alla risoluzione submolecolare. Tuttavia, una delle principali sfide per farlo diventare uno strumento analitico di facile utilizzo è che gli scienziati non hanno compreso i parametri sperimentali più rilevanti per quanto riguarda la tecnologia. Due ricercatori di Jena, La Germania presenta ora un metodo per svelare le proprietà plasmoniche durante l'esperimento e quindi fornire un approccio affidabile per indagare e ottimizzare direttamente le condizioni sperimentali.

Per esplorare la nanoscala ben oltre il limite di risoluzione ottica, La spettroscopia Raman potenziata con la punta (TERS) è ampiamente riconosciuta come una tecnica essenziale ma ancora emergente. Utilizzando questo metodo spettroscopico privo di marcatori, gli scienziati ottengono informazioni sulla composizione strutturale e chimica delle superfici con risoluzione su scala nanometrica che non sono accessibili con altri metodi. Esempi in cui tali spettroscopie a risoluzione su scala nanometrica sono cruciali sono le indagini strutturali:di nuovi materiali (ad esempio strati di diamante, materiali 2-D ecc.), di aggregati proteici, di fattori scatenanti per malattie come il diabete di tipo II o l'Alzheimer, o anche di reazioni catalitiche all'opera. Però, la mancanza di comprensione da parte degli scienziati dei parametri cruciali della sonda attuale limita ancora il potenziale del TERS come strumento analitico di facile utilizzo. Fino ad ora gli scienziati non sono stati in grado di svelare i parametri sperimentali più fondamentalmente rilevanti come la risonanza plasmonica della superficie della punta, riscaldamento dovuto all'aumento della temperatura del campo vicino, e il legame verso la risoluzione spaziale.

In un nuovo giornale in Luce:scienza e applicazione , un gruppo di ricerca di Jena, La Germania presenta ora il primo metodo accessibile per ottenere informazioni senza precedenti sull'attività plasmonica di una singola nanoparticella durante un tipico esperimento TERS. Prof. Volker Deckert del Leibniz Institute of Photonic Technology, Jena, e la dott.ssa Marie Richard-Lacroix dell'Università Friedrich Schiller di Jena propongono un metodo semplice e puramente sperimentale per valutare la risonanza plasmonica e la temperatura del campo vicino sperimentate esclusivamente dalle molecole che contribuiscono direttamente al segnale TERS. Utilizzando apparecchiature sperimentali TERS standard, gli scienziati valutano la dettagliata risposta ottica in campo vicino, sia a livello molecolare che in funzione del tempo sondando contemporaneamente le intensità spettrali di Stokes e anti-Stokes. Ciò consente loro di caratterizzare le proprietà ottiche di ogni singola punta TERS durante la misurazione.

"Il metodo proposto potrebbe essere un passo importante per migliorare l'usabilità di TERS nelle operazioni quotidiane, " Spiega il Prof. Deckert. "Le condizioni effettive alle quali le molecole sono sottoposte da un esperimento all'altro possono ora essere studiate e ottimizzate direttamente, in tempo reale, e alla scala del campione." Ciò è particolarmente rilevante quando si tratta di esaminare campioni biologici come le proteine ​​che non possono tollerare le alte temperature.

"Al meglio delle nostre conoscenze, nessun'altra metodologia accessibile apre l'accesso a una tale ricchezza di informazioni sull'attività plasmonica durante un tipico esperimento TERS, " dice il dottor Richard-Lacroix.

"Riteniamo che questa metodologia contribuirà a migliorare l'accuratezza dei modelli teorici e faciliterà qualsiasi indagine plasmonica sperimentale e l'applicazione del TERS nel campo della termometria su nanoscala, " prevedono gli scienziati.