Wirkstoff-Substrat- Charakterisierung und Protein-Lokalisierung ...

2 Theoretische Grundlagen
partikeln treten enorm hohe elektrische Feldstärken auf, die als hot spots bezeichnet
werden. In den letzten Jahren sind erfolgreich Methoden entwickelt worden, um
periodische Nanostrukturen mit kontrollierbarer Plasmonenkopplung durch Nanoli-
thographie herzustellen. (21)
In der Literatur wird von SERS-Verstärkungen in aggregierten Silberkolloiden bis
10 15 für hot spots berichtet und es konnte gezeigt werden, dass sich mit der SERS-
(27), (28)
Technik sogar einzelne Moleküle nachweisen lassen.
Chemische Verstärkung
Weitere Verstärkungseffekte, die mit dem elektromagnetischen Ansatz nicht erklärt
werden können, müssen nach Gl. 1 in einer veränderten Polarisierbarkeit des Raman-
aktiven Moleküls gründen. Zusammenfassend werden sie Chemischer Effekt genannt.
Sein Beitrag zur SERS-Verstärkung ist mit ∼ 10 2 eher gering. Mehrere Model-
le für verschiedene Mechanismen wie Adsorbat-lokalisierte Resonanzeffekte oder
Ladungstransfer-Resonanzen (englisch: charge transfer, CT) vom Metall zum Ad-
sorbat werden diskutiert. (29)–(31)
SERS-Auswahlregeln
Ist ein Molekül an ein SERS-Substrat adsorbiert, so erhält man in der Regel keine
gleichmäßige Verstärkung der Raman-Banden im Spektrum des freien Moleküls.
Auf Grund der Geometrie der Adsorption an der Metalloberfläche gelten für die
oberflächenverstärkte Raman-Streuung andere Auswahlregeln und es werden im
Vergleich zum Raman-Spektrum veränderte Intensitätverhältnisse einzelner Banden
im SERS-Spektrum beobachtet.
Im lokalen kartesischen Koordinatensystem, mit der z-Achse parallel zur Normalen
der Metalloberfläche, ergibt sich der effektive Raman-Tensor αeff für ein auf einem
sphärischen Partikel adsorbiertes Molekül zu: (32)
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