莱斯大学的迈克·威廉姆斯 大米化学家通过最大化相邻纳米粒子的发射和等离子共振之间的光谱重叠来放大表面上小浓度分子的光
当受到激发时，肉眼可以清楚地看到发光的分子
信用:杰夫·菲特洛 莱斯大学的科学家发现了揭示分子光与纳米粒子光相遇的信息
水稻化学家克里斯蒂·兰德斯和斯蒂芬·林克的实验室演示了如何优化一种方法，该方法可以通过放大分子发射的光来检测小分子的浓度，当它们的光谱频率与附近的等离子体纳米粒子的光谱频率重叠时
表面等离子体激元是一种在金属纳米粒子表面产生波纹的相干电子波，当分子位于粒子附近的“最佳位置”时，它充当天线，将分子发出的光增强10倍
他们的技术是《化学物理杂志》特刊上一篇论文的主题，该论文聚焦于等离子体的新兴方向
赖斯的工作可以帮助研究人员在纳米尺度上分析催化剂和其他材料的活性表面，这是提高其效率的重要一步
莱斯大学研究生、该论文的第一作者托马斯·海德谢特说，这一发现依赖于电化学发光现象(ECL)，通过这种现象，电驱动化学反应，促使分子发光
它通常用于检测水中的重金属或生物体液中的寨卡病毒等微量物质
莱斯科学家开发了一种方法，当纳米粒子的光谱频率与相邻等离子体纳米粒子的光谱频率重叠时，通过放大它们发射的光，可以检测纳米粒子表面附近的小分子浓度
荣誉:托马斯·海德谢特 先前的研究推断，纳米粒子和分子的光谱重叠会增强信号，但这些研究无法解释纳米粒子大小和形状的内在差异，这些差异可能会掩盖这种影响
赖斯的研究人员已经着手将这些其他影响降到最低，只关注频谱重叠对信号增强的作用
“这项研究着眼于哪种类型的天线是最好的，因为纳米粒子的性质决定了光谱及其与分子的重叠，”莱斯博士后研究助理、该论文的合著者米兰达·加拉格尔说
“应该是圆的还是应该有锐边？应该小一点还是大一点？” 在实验中，研究人员将金纳米球或尖端尖锐的金纳米三角形与聚合物外壳中的钌基染料分子结合，以防止分子离粒子太远
“那基本上是我们的电极，”海德谢特说
“如果我们没有聚合物，染料分子会自由移动，我们会看到光在样品上扩散
" 由于分子受到聚合物的限制，他们可以清楚地看到分子在粒子附近发光
他们确定信号增强是由染料分子和纳米球之间的大小和频率匹配以及纳米三角形的频率匹配共同控制的
莱斯大学的研究生托马斯·海德谢特展示了一种从表面上的小分子浓度中放大光线的技术
信用:杰夫·菲特洛 海德谢特说，单分子成像仍然是新兴技术的延伸
“本质上，我们在想象一个表面有多活跃，”他说
“能源部(该项目的主要发起人)关心这项研究，因为它可以实现表面反应性的超分辨率绘图
“超分辨率能够捕捉低于光衍射极限的图像
“例如，如果你在电池系统中有纳米粒子，你可以用ECL来绘制化学反应最活跃的地方，”海德谢特说
“你基本上是在决定什么样的纳米粒子是好的催化剂，我们可以用这个工具来设计更好的
"
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