Uspořádaná a neuspořádaná pole koloidních nanočástic a jejich využití pro detekci biomolekul

Abstract

Tato práce se zabývá depozicí zlatých nanočástic na křemíkové povrchy pomocí řízeného uspořádávání z jejich koloidních roztoků a možným uplatněním nanočástic v detekci biomolekul. Bylo ukázáno, že upravením pH roztoku a modifikací povrchových chemických skupin pomocí expozice vzorku elektronovým svazkem je možné dosáhnout depozice nanočástic do polí s velkou přesností. Spektroskopická elipsometrie byla poté využita k analýze připravených vrstev nanočástic a její kombinace s teorií efektivních prostředí prokázala schopnost určit rozměry nanočástic a jejich koncentraci na povrchu. Za pomocí experimentů s thiolovanými oligonukleotidy bylo ukázáno, že s pomocí elipsometrie lze detekovat i malé změny v okolí nanočástic způsobené přítomností biomolekul, což může umožnit její využití v oblasti biodetekce.This thesis deals with guided self-assembly of gold nanoparticles from their colloidal solutions onto silicon substrates and possible employment of nanoparticles for detection of biomolecules. It was found that by adjustment of solution pH and surface chemistry modification by means of electron beam irradiation it is possible to facilitate nanoparticle deposition to patterns with almost single particle precision. Spectroscopic ellipsometry was then employed in analysis of self-assembled layers of nanoparticles and its combination with a theory of effective medium approximation has proven the ability to assess nanoparticle dimensions and volume fractions. By experiments with thiolated oligonucleotides it has been shown that using ellipsometry one can detect even with very subtle changes in nanoparticle environment caused by biomolecules, thus promising its possible use in the field of biodetection.