Diffusion Raman améliorée par azo pour augmenter la sensibilité et ajuster la fréquence des vibrations moléculaires

La diffusion Raman fournit des signaux stables à bandes étroites qui permettent potentiellement une imagerie microscopique multicolore. Le principal obstacle aux applications de la spectroscopie et de la microscopie Raman est la petite section efficace de la diffusion Raman qui entraîne une faible sensibilité. Ici, nous rapportons un nouveau concept de diffusion Raman améliorée par azo (AERS) en concevant les structures moléculaires intrinsèques à l'aide de stratégies de résonance Raman et de quenching de fluorescence concomitant. Basé sur la sélection des modes vibratoires et de l'unité améliorante des azobenzènes, nous avons obtenu une bibliothèque de molécules AERS avec des signaux Raman spécifiques dans les régions de fréquence de pouce et silencieuse. La caractérisation spectrale et la simulation moléculaire ont révélé que l'unité azobenzène conjuguée aux modes vibratoires augmentait significativement les signaux Raman en raison du mécanisme d'extension du système de conjugaison, de couplage des transitions électroniques-vibratoires et d'amélioration de la symétrie des modes vibratoires. La décroissance non radiative de l'azobenzène de l'état excité a éteint la fluorescence engagée, fournissant ainsi un fond propre pour identifier la diffusion Raman. Les molécules AERS les plus sensibles ont produit des signaux Raman de plus de 4 ordres de magnitude par rapport à 5-éthynyl-2'-deoxyuridine (EdU). De plus, une réglabilité de fréquence de 10 bandes Raman distinctes a été atteinte en sélectionnant différents types de modes vibratoires. Cette méthodologie d'AERS permet de concevoir des sondes Raman de petites molécules pour visualiser diverses entités dans des systèmes complexes par imagerie Raman spontanée multicolore. Cela ouvrira de nouvelles perspectives pour explorer des applications innovantes de l'AERS dans des domaines de recherche interdisciplinaires.