18
Międzyresortowy Instytut Techniki Radiacyjnej Prof. dr hab. Halina Abramczyk Dr hab. inż. Beata Brożek- Płuska Dr inż. Jakub Surmacki Mgr inż. Monika Kopeć Halina Abramczyk Lodz University of Technology, Laboratory of Laser Molecular Spectroscopy, Lodz, Poland tp://mitr.p.lodz.pl/raman

Międzyresortowy Instytut Techniki Radiacyjnej Prof. dr hab. Halina Abramczyk Dr hab. inż. Beata Brożek-Płuska Dr inż. Jakub Surmacki Mgr inż. Monika Kopeć

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Międzyresortowy Instytut Techniki Radiacyjnej Prof. dr hab. Halina Abramczyk Dr hab. inż. Beata Brożek-Płuska Dr inż. Jakub Surmacki Mgr inż. Monika Kopeć

Międzyresortowy Instytut Techniki Radiacyjnej

Prof. dr hab. Halina AbramczykDr hab. inż. Beata Brożek-PłuskaDr inż. Jakub SurmackiMgr inż. Monika Kopeć

Halina AbramczykLodz University of Technology, Laboratory of Laser Molecular Spectroscopy, Lodz, Poland

http://mitr.p.lodz.pl/raman

Page 2: Międzyresortowy Instytut Techniki Radiacyjnej Prof. dr hab. Halina Abramczyk Dr hab. inż. Beata Brożek-Płuska Dr inż. Jakub Surmacki Mgr inż. Monika Kopeć

Laboratory of Laser Molecular Spectroscopy ::

• Laboratory of Raman Imaging• Laboratory of Femtosecond Spectroscopy• Laboratory of Raman Spectroscopy

Page 3: Międzyresortowy Instytut Techniki Radiacyjnej Prof. dr hab. Halina Abramczyk Dr hab. inż. Beata Brożek-Płuska Dr inż. Jakub Surmacki Mgr inż. Monika Kopeć

Biomedical applications• High spatial resolution (far below the diffraction limit,

TERS) RAMAN IMAGING

• High temporal resolution (FEMTOSECOND PUMP-PROBE SPECTROSCOPY)

• Strong signal enhancement enabling monitoring the genetic and immunological responses in biological systems (SERS COMBINED WITH NANOPARTICLES)

• Specificity of interactions (BIOCONJUGATES)

Page 4: Międzyresortowy Instytut Techniki Radiacyjnej Prof. dr hab. Halina Abramczyk Dr hab. inż. Beata Brożek-Płuska Dr inż. Jakub Surmacki Mgr inż. Monika Kopeć

Biomedical applications

• High spacial resolution (far below the diffraction limit, TERS) RAMAN IMAGING

Page 5: Międzyresortowy Instytut Techniki Radiacyjnej Prof. dr hab. Halina Abramczyk Dr hab. inż. Beata Brożek-Płuska Dr inż. Jakub Surmacki Mgr inż. Monika Kopeć

CONFOCAL RAMAN MICROSCOPY

R>>

wide-field microscopy

Page 6: Międzyresortowy Instytut Techniki Radiacyjnej Prof. dr hab. Halina Abramczyk Dr hab. inż. Beata Brożek-Płuska Dr inż. Jakub Surmacki Mgr inż. Monika Kopeć

Scanning near-field microscopy (SNOM)

Near-field imaging occurs when a sub-micron optical probe is positioned at a very short distance from the sample and light is transmitted through a small aperture at the tip of this probe. The near-field is defined as the region above a surface with dimensions less than a single wavelength of the light incident on the surface. Within the near-field region light is not diffraction limited and nanometer spatial resolution is possible. This phenomenon enables non-diffraction limited imaging of a sample that is simply not possible with conventional optical imaging techniques.

d<<

The next step to material analysis on a smaller scale has been the combination of Raman spectroscopic analysis with near field optics and an Atomic force microscope (AFM).   Such systems allow tip enhanced Raman scattering to be explored, making true NanoRaman achievable, with spatial resolution <100nm.

spatial resolution <100nm.

Page 7: Międzyresortowy Instytut Techniki Radiacyjnej Prof. dr hab. Halina Abramczyk Dr hab. inż. Beata Brożek-Płuska Dr inż. Jakub Surmacki Mgr inż. Monika Kopeć

Tip-enhanced Raman spectroscopy (TERS) (cantilever based SNOM)

In a typical TERS experiment a Au- or Ag-coated AFM tip is used as a nanostructure to produce Raman signal enhancement on a sample surface once the excitation laser is focused on the apex of the tip with the tip brought into close proximity with the surface. The tip radius, which defines the lateral resolution of an AFM measurement, is typically in the range of 10-20 nm. In the TERS experiment the lateral resolution depends on the size of the hot-spot therefore one can expect resolution in the range of 20-50 nm for Raman spectroscopy and imaging measurements. The TERS tip-apex must be illuminated with the excitation laser from either above, below, or the side.

Page 8: Międzyresortowy Instytut Techniki Radiacyjnej Prof. dr hab. Halina Abramczyk Dr hab. inż. Beata Brożek-Płuska Dr inż. Jakub Surmacki Mgr inż. Monika Kopeć

Biomedical applications

• High spatial resolution (far below the diffraction limit, TERS) RAMAN IMAGING

• High temporal resolution (FEMTOSECOND PUMP-PROBE SPECTROSCOPY)

Page 9: Międzyresortowy Instytut Techniki Radiacyjnej Prof. dr hab. Halina Abramczyk Dr hab. inż. Beata Brożek-Płuska Dr inż. Jakub Surmacki Mgr inż. Monika Kopeć

Ultrafast nonlinear spectroscopy

pump-probe femtosecond transient absorption

Recently developed techniques of ultrafast nonlinear vibrational spectroscopy allow a much more effective attack on this problem.

Page 10: Międzyresortowy Instytut Techniki Radiacyjnej Prof. dr hab. Halina Abramczyk Dr hab. inż. Beata Brożek-Płuska Dr inż. Jakub Surmacki Mgr inż. Monika Kopeć

Biomedical applications• High spacial resolution (far below the diffraction limit,

TERS) RAMAN IMAGING

• High temporal resolution (FEMTOSECOND PUMP-PROBE SPECTROSCOPY)

• Strong signal enhancement enabling monitoring the genetic and immunological responses in biological systems (SERS COMBINED WITH NANOPARTICLES)

• Specificity of interactions (BIOCONJUGATES)

Page 11: Międzyresortowy Instytut Techniki Radiacyjnej Prof. dr hab. Halina Abramczyk Dr hab. inż. Beata Brożek-Płuska Dr inż. Jakub Surmacki Mgr inż. Monika Kopeć

H. Abramczyk, B. Brozek-Pluska, Chem. Rev. 113 (2013) 5766-7581

2013

IF = 41,298

Page 12: Międzyresortowy Instytut Techniki Radiacyjnej Prof. dr hab. Halina Abramczyk Dr hab. inż. Beata Brożek-Płuska Dr inż. Jakub Surmacki Mgr inż. Monika Kopeć

16 października 2012 12

2011

Page 13: Międzyresortowy Instytut Techniki Radiacyjnej Prof. dr hab. Halina Abramczyk Dr hab. inż. Beata Brożek-Płuska Dr inż. Jakub Surmacki Mgr inż. Monika Kopeć

H. Abramczyk, B. Brozek-Pluska, J. Surmacki, J. Jablonska-Gajewicz, R. Kordek, PBMB 108 (2012) 74-81

2012

Page 14: Międzyresortowy Instytut Techniki Radiacyjnej Prof. dr hab. Halina Abramczyk Dr hab. inż. Beata Brożek-Płuska Dr inż. Jakub Surmacki Mgr inż. Monika Kopeć

16 października 2012 14

2013

Page 15: Międzyresortowy Instytut Techniki Radiacyjnej Prof. dr hab. Halina Abramczyk Dr hab. inż. Beata Brożek-Płuska Dr inż. Jakub Surmacki Mgr inż. Monika Kopeć

16 października 2012 15

2013

Page 16: Międzyresortowy Instytut Techniki Radiacyjnej Prof. dr hab. Halina Abramczyk Dr hab. inż. Beata Brożek-Płuska Dr inż. Jakub Surmacki Mgr inż. Monika Kopeć

16 października 2012 16

2013

Page 17: Międzyresortowy Instytut Techniki Radiacyjnej Prof. dr hab. Halina Abramczyk Dr hab. inż. Beata Brożek-Płuska Dr inż. Jakub Surmacki Mgr inż. Monika Kopeć

2014

H. Abramczyk, B. Brozek-Pluska, J. Surmacki, J. Musial, R. Kordek, Analyst (2014) DOI: 10.1039/c4an00966e

Page 18: Międzyresortowy Instytut Techniki Radiacyjnej Prof. dr hab. Halina Abramczyk Dr hab. inż. Beata Brożek-Płuska Dr inż. Jakub Surmacki Mgr inż. Monika Kopeć

J. Surmacki, B. Brozek-Pluska, J. Musial, R. Kordek, H. Abramczyk, Analyst (2015) DOI: 10.1039/C4AN01876A

2015

ANALYST cover