Praktyczne zastosowania spektroskopii Ramana 1200-2MON13Z
Krótka charakterystyka technik spektroskopii ramanowskiej: klasycznego rozpraszania ramanowskiego, rezonansowego efektu Ramana (RR), powierzchniowo wzmocnionego rozpraszania ramanowskiego (SERS), TERS (tip enhanced Raman spectroscopy), spektroskopii CARS (Coherent Anti-Stokes Raman Spectroscopy) oraz spektroskopii Ramana rozdzielczej w czasie. Porównanie możliwości technik obrazowania: mapowania ramanowskiego, CARS oraz TERS. Zaprezentowanie przydatności poszczególnych technik w badaniach procesów powierzchniowych, struktury krystalicznej, kinetyki procesów chemicznych, nanomateriałów, polimerów, biologicznie ważnych molekuł, mikro-organizmów (bakterii i wirusów) oraz składników organizmów żywych (kwasów nukleinowych, komórek i tkanek). Zademonstrowanie zastosowań metod spektroskopii ramanowskiej w archeologii, sztuce, konserwacji zabytków, medycynie (także sądowej), farmacji, geologii, astrobiologii oraz analityce chemicznej, z uwzględnieniem trudności analizy jakościowej na podstawie widm/map ramanowskich. W trakcie wykładu szczegółowo omówione zostaną m.in. następujące zagadnienia: możliwość pomiarów ramanowskich in vivo, zasada działania optycznych szczypiec ramanowskich, spektrometr ramanowski w poszukiwaniu życia na Marsie, odczytywanie sekwencji DNA za pomocą spektroskopii TERS, detekcja in situ SERS zanieczyszczeń wody policyklicznymi węglowodorami aromatycznymi w Zatoce Gdańskiej, monitorowanie dystrybucji leku oraz jego oddziaływań z komórkami w próbkach biologicznych poprzez rejestrację map ramanowskich, działanie wewnątrzkomórkowego czujnika pH opartego na spektroskopii SERS, analiza pigmentów używanych w dziełach sztuki za pomocą technik RR i SERS, spektroskopia RR jako narzędzie do analizy lakierów samochodowych pozwalającej ująć sprawców stłuczek samochodowych, diagnostyka chorób za pomocą technik ramanowskich, obrazowanie komórek, tkanek i metabolitów za pomocą spektroskopii CARS, wykrywanie i oznaczanie ilościowe za pomocą techniki SERS nieznakowanej kokainy za pomocą nanosond (nanorurki węglowe modyfikowane nanocząstkami srebra) zawierających przeciwciała reagujące selektywnie z metabolitami narkotyku, badanie mechanizmu przeniesienia elektronu w układach imitujących procesy biologiczne za pomocą rozdzielczej w czasie spektroskopii SERRS, identyfikacja bakterii z użyciem techniki SERS.
Rodzaj przedmiotu
Tryb prowadzenia
Założenia (opisowo)
Koordynatorzy przedmiotu
Efekty kształcenia
Po wysłuchaniu wykładu student powinien:
a) potrafić pokrótce scharakteryzować techniki spektroskopii ramanowskiej:
- klasyczne rozpraszanie
- rezonansowy efekt Ramana (RR)
- powierzchniowo wzmocnione rozpraszania ramanowskie (SERS)
- TERS (tip enhanced Raman spectroscopy)
- spektroskopię CARS (Coherent Anti-Stokes Raman Spectroscopy)
- spektroskopię Ramana rozdzielczej w czasie
b) podać jakie informacje o badanej próbce wnoszą wyżej wymienione techniki, wskazać ich zalety oraz ograniczenia
c) wykazać użyteczność metod spektroskopii ramanowskiej w badaniach materiałów biologicznych, biomedycznych, technologicznie ważnych oraz związanych ze sztuką - potrafić podać przykłady zastosowań technik ramanowskich w tych dziedzinach
d) opisać zasadę działania ramanowskich szczypiec optycznych
e) porównać możliwości oraz rozdzielczość technik obrazowania: mapowania ramanowskiego, CARS oraz TERS
f) potrafić w przyszlości wskazać technikę spektroskopii ramanowskiej adekwatną do rozwiązania danego problemu naukowego
Kryteria oceniania
Na końcową ocenę wpływ będzie mieć także aktywność podczas zajęć prowadzonych zdalnie (w wersji synchronicznej).
Egzamin końcowy w formie pisemnej lub ustnej: kilka otwartych pytań wymagających zwięzłej odpowiedzi, w tym również propozycja techniki ramanowskiej stosownej do rozwiązania wskazanego zagadnienia. Czas: do 90 minut.
Praktyki zawodowe
Nie dotyczy
Literatura
1.Kęcki Z., Podstawy spektroskopii molekularnej, PWN
2. Sadlej J., Spektroskopia molekularna, WNT
3. Materiały z prezentacji multimedialnych zademonstrowanych w ramach wykładu
Więcej informacji
Dodatkowe informacje (np. o kalendarzu rejestracji, prowadzących zajęcia, lokalizacji i terminach zajęć) mogą być dostępne w serwisie USOSweb: