Spettroscopia Raman

Question 1

Che cos’è l’effetto Raman?

Answer 1

La differenza tra l’energia del fotone incidente e l’energia del fotone diffuso viene denominata Raman shift.

Quando si usa una sorgente laser che colpisce la molecola, la maggior parte di radiazione viene diffusa in modo elastico (Rayleigh scattering, mantiene lunghezza d’onda uguale all’incidente).
Una piccola porzione ha diffusione anelastica con λ maggiore o minore.

Question 2

Quale sorgente bisogna usare?

Answer 2

c’è bisogno di un laser monocromatico: gli spostamenti in frequenza della radiazione diffusa dalla radiazione incidente sono molto piccoli, di conseguenza la radiazione incidente deve essere monocromatica per poterli apprezzare.

Inoltre, il laser deve essere intenso: l’intensità della radiazione diffusa è molto bassa, quindi è necessario che il fascio incidente sia molto intenso.
La differenza Δv è indipendente dalla frequenza della luce incidente: la luce incidente può avere una qualsiasi frequenza (lunghezza d’onda).

Question 3

Quali sono le similarità e le differenze tra spettroscopia IR e Raman?

Answer 3

Base:
- IR: assorbimento di E = al deltaE che da variazione del momento di dipolo
- Raman: scattering anaelastico della radiazione che da variazione della polarizzabilità

Legami coinvolti:
- IR: etero-nucleari e fortemente polari
- Raman: omonucleari

Sorgente:
- IR: lambda di eccitazione per la molecola
- Raman: laser con lambda indifferente ma + intensa dell’energia di eccitazione della molecola

Question 4

Quali sono i vantaggi della spettroscopia raman?

Answer 4

• L’acqua può essere usata come un solvente quindi si possono vedere i campioni biologici nello stato nativo senza particolari preparazioni. Per l’IR l’acqua è un contaminante
• Posso lavorare in vivo: l’acqua non mi crea problemi
• Si estraggono informazioni di natura vibrazionale senza dover usare un laser IR: a livello costruttivo usare un laser UV o NIR vuol dire poter usare il vetro o il quarzo per lo strumento
• Posso selezionare la lunghezza d’onda rispetto al campione: mi interessa la variazione dovuta alla vibrazione, non la λ in sé
• Analisi quantitativa

Question 5

Che cos’è il SERS?

Answer 5

surface enhancer Raman spectroscopy, l’analita viene depositato su una superficie di particelle colloidali d’oro portando a un aumento del segnale Raman (aumento della sensibilità)

Question 6

Perchè funziona il SERS?

Answer 6

Ci sono due ipotesi sul perché funziona:
- Enhancement elettromagnetico: prendendo in considerazione il metallo colloidale, si ha una nube di elettroni che interagisce con la radiazione elettromagnetica e si ha un plasmone che si somma alla radiazione portando a un enhancement
- Enhancement chimico: ci può essere trasferimento di carica tra molecola e superficie

È essenziale che ci siano nanoparticelle d’oro (o argento e rame) per creare una condizione in cui la molecola finisce in un hotspot (tra due particelle) che garantisce l’enhancement.