Фосфорени як новий матеріал для поверхнево-підсиленої інфрачервоної спектроскопії (SEIRA) клітинних мембран
Phosphorene is a promising two-dimensional (2D) material consisting of a single-layer phosphorus artificially created from layered black phosphorus, which is known to be the most stable allotrope of phosphorus. Phosphorene, similar to graphene-based substrates used in surfaceenhanced infrared spectr...
Збережено в:
| Дата: | 2026 |
|---|---|
| Автори: | , , , , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Англійська Українська |
| Опубліковано: |
Publishing house "Academperiodika"
2026
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2023939 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Ukrainian Journal of Physics |
Репозитарії
Ukrainian Journal of Physics| _version_ | 1863131543885578240 |
|---|---|
| author | Gnatyuk, O. Olenchuk, M. Kupchak, I. Nikolenko, A. Dovbeshko, G. Kovalska, E. Sofer, Z. |
| author_facet | Gnatyuk, O. Olenchuk, M. Kupchak, I. Nikolenko, A. Dovbeshko, G. Kovalska, E. Sofer, Z. |
| author_sort | Gnatyuk, O. |
| baseUrl_str | https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/oai |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2026-04-21T08:23:44Z |
| description | Phosphorene is a promising two-dimensional (2D) material consisting of a single-layer phosphorus artificially created from layered black phosphorus, which is known to be the most stable allotrope of phosphorus. Phosphorene, similar to graphene-based substrates used in surfaceenhanced infrared spectroscopy (SEIRA), is expected to exhibit similar behavior. The results of a SEIRA experiment with a model biological cell membrane, formed on the basis of dioleoylphosphatidylcholine (DOPC) lipids, and deposited onto the surface of several phosphorene layers are presented. The enhancement of the absorption factor by up to 2–4 times was observed without changing the positions of the absorption frequencies of the bands corresponding to the main spectral markers of liposomes, which is comparable to that observed for metallic silver particles. Density functional theory (DFT) calculations of the DOPC-phosphorene system indicate a high reactivity of multilayer phosphorene and a possibility of the rapid, often reversible oxidation and reduction processes depending on the pH of the medium. Taking into account that the optical signal from the membrane is insignificant, this technique can be recommended for the use of two-dimensional phosphorene as SEIRA and SERS substrates for membrane studies. |
| doi_str_mv | 10.15407/ujpe71.4.349 |
| first_indexed | 2026-04-22T01:18:21Z |
| format | Article |
| id | ujp2-article-2023939 |
| institution | Ukrainian Journal of Physics |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | English Ukrainian |
| last_indexed | 2026-04-22T01:18:21Z |
| publishDate | 2026 |
| publisher | Publishing house "Academperiodika" |
| record_format | ojs |
| spelling | ujp2-article-20239392026-04-21T08:23:44Z Phosphorenes as a New Material for Surface-Enhanced Infrared Spectroscopy of Cell Membranes Фосфорени як новий матеріал для поверхнево-підсиленої інфрачервоної спектроскопії (SEIRA) клітинних мембран Gnatyuk, O. Olenchuk, M. Kupchak, I. Nikolenko, A. Dovbeshko, G. Kovalska, E. Sofer, Z. phosphorenes spectral markers model membranes surface-enhanced infrared absorption фосфорени спектральнi маркери модельнi мембрани поверхнево-пiдсилене iнфрачервоне поглинання (SEIRA) Phosphorene is a promising two-dimensional (2D) material consisting of a single-layer phosphorus artificially created from layered black phosphorus, which is known to be the most stable allotrope of phosphorus. Phosphorene, similar to graphene-based substrates used in surfaceenhanced infrared spectroscopy (SEIRA), is expected to exhibit similar behavior. The results of a SEIRA experiment with a model biological cell membrane, formed on the basis of dioleoylphosphatidylcholine (DOPC) lipids, and deposited onto the surface of several phosphorene layers are presented. The enhancement of the absorption factor by up to 2–4 times was observed without changing the positions of the absorption frequencies of the bands corresponding to the main spectral markers of liposomes, which is comparable to that observed for metallic silver particles. Density functional theory (DFT) calculations of the DOPC-phosphorene system indicate a high reactivity of multilayer phosphorene and a possibility of the rapid, often reversible oxidation and reduction processes depending on the pH of the medium. Taking into account that the optical signal from the membrane is insignificant, this technique can be recommended for the use of two-dimensional phosphorene as SEIRA and SERS substrates for membrane studies. Фосфорен – це перспективний двовимiрний матерiал, що складається з моношару фосфору, штучно створеного з шаруватого чорного фосфору, вiдомого як найстабiльнiший алотроп фосфору. Ми очiкуємо, що фосфорени демонструватимуть подiбну поведiнку до графенових пiдкладок для поверхнево-посиленої iнфрачервоної спектроскопiї (SEIRA). В данiй роботi представлено експеримент SEIRA на модельнiй бiологiчнiй клiтиннiй мембранi на основi лiпiдiв DOPC на поверхнi з кiлькох шарiв фосфорену. Коефiцiєнт пiдсилення, отриманий в експериментi, становить до 2–4 без змiни положень частот поглинання основних маркерних смуг лiпосом, що можна порiвняти з даними на частинках металевого срiбла. DFT-розрахунки системи DOPC-фосфорен показали високу реакцiйну здатнiсть багатошарових фосфоренiв i можливiсть швидкого, часто оборотного, залежно вiд pH середовища, окислення й вiдновлення фосфорену лiпiдними групами. Враховуючи, що оптичний сигнал вiд мембрани незначний, цю методику можна рекомендувати для експериментiв iз застосуванням 2D-фосфорену як пiдкладки SEIRA та SERS у дослiдженнi мембран. Publishing house "Academperiodika" 2026-04-21 Article Article application/pdf application/pdf https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2023939 10.15407/ujpe71.4.349 Ukrainian Journal of Physics; Vol. 71 No. 4 (2026); 349 Український фізичний журнал; Том 71 № 4 (2026); 349 2071-0194 2071-0186 10.15407/ujpe71.4 en uk https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2023939/3484 https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2023939/3485 Copyright (c) 2026 Bogolyubov Institute for Theoretical Physics, National Academy of Sciences of Ukraine |
| spellingShingle | фосфорени спектральнi маркери модельнi мембрани поверхнево-пiдсилене iнфрачервоне поглинання (SEIRA) Gnatyuk, O. Olenchuk, M. Kupchak, I. Nikolenko, A. Dovbeshko, G. Kovalska, E. Sofer, Z. Фосфорени як новий матеріал для поверхнево-підсиленої інфрачервоної спектроскопії (SEIRA) клітинних мембран |
| title | Фосфорени як новий матеріал для поверхнево-підсиленої інфрачервоної спектроскопії (SEIRA) клітинних мембран |
| title_alt | Phosphorenes as a New Material for Surface-Enhanced Infrared Spectroscopy of Cell Membranes |
| title_full | Фосфорени як новий матеріал для поверхнево-підсиленої інфрачервоної спектроскопії (SEIRA) клітинних мембран |
| title_fullStr | Фосфорени як новий матеріал для поверхнево-підсиленої інфрачервоної спектроскопії (SEIRA) клітинних мембран |
| title_full_unstemmed | Фосфорени як новий матеріал для поверхнево-підсиленої інфрачервоної спектроскопії (SEIRA) клітинних мембран |
| title_short | Фосфорени як новий матеріал для поверхнево-підсиленої інфрачервоної спектроскопії (SEIRA) клітинних мембран |
| title_sort | фосфорени як новий матеріал для поверхнево-підсиленої інфрачервоної спектроскопії (seira) клітинних мембран |
| topic | фосфорени спектральнi маркери модельнi мембрани поверхнево-пiдсилене iнфрачервоне поглинання (SEIRA) |
| topic_facet | phosphorenes spectral markers model membranes surface-enhanced infrared absorption фосфорени спектральнi маркери модельнi мембрани поверхнево-пiдсилене iнфрачервоне поглинання (SEIRA) |
| url | https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2023939 |
| work_keys_str_mv | AT gnatyuko phosphorenesasanewmaterialforsurfaceenhancedinfraredspectroscopyofcellmembranes AT olenchukm phosphorenesasanewmaterialforsurfaceenhancedinfraredspectroscopyofcellmembranes AT kupchaki phosphorenesasanewmaterialforsurfaceenhancedinfraredspectroscopyofcellmembranes AT nikolenkoa phosphorenesasanewmaterialforsurfaceenhancedinfraredspectroscopyofcellmembranes AT dovbeshkog phosphorenesasanewmaterialforsurfaceenhancedinfraredspectroscopyofcellmembranes AT kovalskae phosphorenesasanewmaterialforsurfaceenhancedinfraredspectroscopyofcellmembranes AT soferz phosphorenesasanewmaterialforsurfaceenhancedinfraredspectroscopyofcellmembranes AT gnatyuko fosforeniâknovijmateríaldlâpoverhnevopídsilenoíínfračervonoíspektroskopííseiraklítinnihmembran AT olenchukm fosforeniâknovijmateríaldlâpoverhnevopídsilenoíínfračervonoíspektroskopííseiraklítinnihmembran AT kupchaki fosforeniâknovijmateríaldlâpoverhnevopídsilenoíínfračervonoíspektroskopííseiraklítinnihmembran AT nikolenkoa fosforeniâknovijmateríaldlâpoverhnevopídsilenoíínfračervonoíspektroskopííseiraklítinnihmembran AT dovbeshkog fosforeniâknovijmateríaldlâpoverhnevopídsilenoíínfračervonoíspektroskopííseiraklítinnihmembran AT kovalskae fosforeniâknovijmateríaldlâpoverhnevopídsilenoíínfračervonoíspektroskopííseiraklítinnihmembran AT soferz fosforeniâknovijmateríaldlâpoverhnevopídsilenoíínfračervonoíspektroskopííseiraklítinnihmembran |