Effect of polyelectrolyte spacer thickness on fluorescence decay kinetics of IgG-FITC conjugates near plasmonic silver film

  • Виталий Иванович Степуро МГЭИ им. А.Д. Сахарова Белорусского госуниверситета
  • Ольга Сергеевна Кулакович Институт физики им. Б.И. Степанова НАН Беларуси https://orcid.org/0000-0001-8618-6771
  • Александр Александрович Маскевич Гродненский госуниверситет им. Янки Купалы
  • Дмитрий Викторович Гузатов Гродненский госуниверситет им. Янки Купалы
  • Hilmi Volkan Demir Bilkent University
  • Сергей Васильевич Гапоненко Институт физики им. Б.И. Степанова НАН Беларуси
  • Сергей Александрович Маскевич МГЭИ им. А.Д. Сахарова Белорусского госуниверситета
Ключевые слова: наноплазмоника, кинетика флуоресценции, метод максимума энтропии, коллоидная наночастица, флуоресцеин-изотиоцианат, иммунодиагностика

Аннотация

Эффект усиления флуоресценции вблизи металлических наноструктур позволяет значительно повысить чувствительность флуоресцентных методов детекции, что находит широкое применение в диагностике и разработке биосенсоров. В настоящей работе исследовалась кинетика затухания флуоресценции конъюгатов иммуноглобулина G с флуоресцеин-изотиоцианатом вблизи плазмонной пленки серебра, образованной коллоидными наночастицами с диаметром ~40 нм. Обнаружено влияние толщины спейсерного слоя из катионного/анионного полиэлектролитов (число слоев менялось от 1 до 7), отделяющих флуоресцентный конъюгат от плазмонной пленки, на длительность кинетики эмиссии. Кинетика флуоресценции являлась мультиэкспоненциальной и моделировалась непрерывным распределением излучателей по длительности затухания с использованием метода максимума энтропии. На основе теоретической зависимости изменения константы скорости излучательного перехода от расстояния до металла оценены усредненные по ансамблю квантовые выходы флуоресценции для конъюгатов, расположенных на различном удалении от плазмонной пленки, и обнаружено, что усиление флуоресценции конъюгатов вблизи коллоидных наночастиц обусловлено изменением эффективности возбуждения, но не ростом квантового выхода флуоресценции.

Биографии авторов

Ольга Сергеевна Кулакович, Институт физики им. Б.И. Степанова НАН Беларуси

канд. хим. наук, вед. науч. сотрудник

Александр Александрович Маскевич, Гродненский госуниверситет им. Янки Купалы

д-р. физ.-мат. наук, профессор, зав. кафедрой общей физики

Дмитрий Викторович Гузатов, Гродненский госуниверситет им. Янки Купалы

д-р. физ.-мат. наук, профессор кафедры общей физики

Hilmi Volkan Demir, Bilkent University

Department of Electrical and Electronics Engineering

Сергей Васильевич Гапоненко, Институт физики им. Б.И. Степанова НАН Беларуси

академик НАН Беларуси, д-р физ.-мат. наук, профессор. Директор Института физики им. Б. И. Степанова НАН Беларуси

Сергей Александрович Маскевич, МГЭИ им. А.Д. Сахарова Белорусского госуниверситета

д-р. физ.-мат. наук, профессор

Опубликован
2023-12-25