Celem pracy jest zastosowanie nowych nanostruktur srebra i złota jako potencjalnych podłoży SERS do analizy biomateriałów takich jak osocze i komórki. Testowano dwa rodzaje nanostruktur o kształcie plastra miodu spreparowanych na matrycy glinu oraz nanokulek osadzonych na matrycy tlenku tytanu domieszkowanych dodatkowo grafenem. Opierając się na określonych już właściwości SERS nanostruktur srebra o kształcie plastra miodu zastosowano je do analizy osocza ludzkiego odnosząc otrzymane wyniki do widma SERS osocza zarejestrowanych przy użyciu najczęściej stosowanych w spektroskopii SERS nanokoloidalnych cząstek Ag. Poprzez porównanie widm i czynnika wzmocnienia rozpraszania ramanowskiego wykazano iż wybrane nanostruktury srebra wykazują większe wzmocnienie pasm osocza niż zol Ag. Opisano również rodzaj informacji chemicznej jaką można uzyskać z widma SERS osocza wskazując, iż obserwuje się głównie pasma β-karotenu, białek, kwasów nukleinowych i cytozyny. Analogiczne nanostruktury pokryte warstwą złota wykorzystano do określenia ich zdolności wzmocnienia sygnału ramanowskiego komórek śródbłonka. W tym przypadku nie zaobserwowano sygnału SERS komórek, prawdopodobnie ze względu na słabą zdolność rozpraszania promieniowania elektromagnetycznego przez tak spreparowane stałe podłoże. Trzecim aspektem pracy było określenie właściwości SERS pod kątem wzmocnienia powierzchniowego ośmiu nowo spreparowanych podłoży na bazie srebra, których struktura oparta była na modyfikacji matrycy tlenku tytanu. Jako substancji adsorbującej użyto heterocyklicznego związku o nazwie zwyczajowej rodanina. Wykazano poprzez analizę wyników obrazowania ramanowskiego, iż wszystkie z badanych nanostruktur wykazują efekt wzmocnienia powierzchniowego rozpraszania ramanowskiego aczkolwiek z różnym czynnikiem wzmocnienia zależnym od rozmiaru nanocząstek srebra i obecności grafenu oraz że profil SERS rodaniny jest zgodny z tym co otrzymano dla koloidalnego roztworu srebra. Badania te wskazały na wysoki potencjał analizowanych nanostruktur srebra jako efektywnych podłoży SERS.

The aim of the work is the use of new silver and gold nanostructures as potential substrates for SERS analysis of biomaterials such as blood plasma and cells. Two types of nanostructures were tested with shape of honeycombs crafted on a matrix of aluminum and nanospheres templated on titanium oxide doped with graphene. Based on the SERS characteristics already defined for silver honeycomb nanostructures, firstly they were employed in the analysis of human plasma. Obtained results were compared with reference data achieved for plasma SERS spectra recorded by using of the most common SERS substrates - nanocolloidal Ag particles. The comparison of the collected SERS spectra and the enhancement factor of Raman scattering indicated that the selected silver nanostructures provide higher signal enhancement than Ag sol. Chemical information, which can be gathered from SERS spectrum of plasma includes β-carotene, proteins, nucleic acids and cytosine. Analogous nanostructures coated with a gold layer was used to determine their ability to amplify the Raman signal of endothelial cells. In this case, no SERS signal was observed, probably due to low scattering factor of electromagnetic radiation of such nanostructured solid substrates. The third aspect of the work was to determine the SERS properties of the eight newly-designed silver substrates based on modification of titanium oxide template. As an adsorbent a heterocyclic compound rhodanine was used. An analysis of the results obtained from Raman imaging demonstrated that all of the tested nanostructures exhibit surface enhancement of Raman scattering but with a different enhancement factor that dependents on the size of Ag nanoparticles and the presence of graphene. In addition, observed SERS profile rhodanine is consistent with that obtained from the interactions with colloidal silver solution. These studies showed the high potential of the analyzed silver nanostructures as effective SERS substrates.