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等离子体银纳刘雪琪米粒子向超快单分子检测方向发展

纳米技术 2022-01-18 23:58:14

佐治亚理工学院 在二聚体的不同分离距离(2、4、8、10和20纳米)下,差示扫描量热法计算了(α)FF和(β)EE取向的银纳米粒子的消光光谱

入射光沿粒子间轴偏振

超低浓度物质的检测需要能够提供超快速信息处理和高检测限的设备

等离子体金属纳米粒子,尤其是那些由金和银制成的纳米粒子,为快速检测低至单分子水平的物质提供了巨大的希望

这种能力是由于所谓的“局部表面等离子共振”

“这一特性使得纳米粒子在暴露于电磁辐射时能够高效地吸收和散射光线

通过缩小纳米粒子之间的场或热点(未知物质被捕获的地方),可以获得其他检测技术无法获得的精确信息

一项新的研究已经将银纳米粒子推向了单分子检测的目标

这项工作——分别由化学和生物化学学院的高级研究科学家和教授纳斯林·胡什曼德和穆斯塔法·赛义德完成——最近发表在《国家科学院院刊》(PNAS)上

使用纳米粒子之间耦合的新模型,研究人员已经实现了更紧密的热点,小至相距2纳米

对于具有尖锐边缘的金属纳米粒子,光可以强烈地局限在角落周围

因此,具有2纳米间隙的边对边结构中的银纳米立方体给出了显著更高的等离子体激元响应,也就是说,它们比其他结构更快更有效地吸收并散射相邻银纳米粒子之间的光

“这些粒子可以用于表面增强光谱学,以设计更灵敏的光学传感器,这有许多应用,包括单分子光谱学、生物医学和超快光电应用,”胡什曼德说

“例如,为了识别安全中有害物质的痕量水平,或者为了监测生物传感中生物分子证据的实时特征,这一发现为克服目前用于这些测量的传统传感器的局限性开辟了新的可能性

" 在二聚体的不同分离距离(2、4、8、10和20纳米)下的场增强值

激发波长的选择基于图1中消光光谱内的最大峰值

每个分离距离1个

(B–E)在2纳米间距时,42纳米荧光荧光和荧光荧光荧光的二聚体的场轮廓和偏振矢量图

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