銀納米粒子組裝陣列上表面增強(qiáng)熒光研究.pdf

1、熒光檢測在生物科學(xué)、生物技術(shù)以及醫(yī)藥診斷等方面都是非常有效的檢測手段，而通過提高檢測靈敏度來檢測微量目標(biāo)分子在這些領(lǐng)域則顯得尤為重要。許多提高靈敏度的方法已經(jīng)得到了廣泛的研究，而其中對金屬納米結(jié)構(gòu)上的表面增強(qiáng)熒光的研究尤為引人關(guān)注。眾所周知，處于電磁場中的金屬納米粒子，由于其與電磁場之間的相互作用可引起自由傳導(dǎo)電子的選擇性振動，并可導(dǎo)致特定的光學(xué)性質(zhì)。若在金屬納米粒子附近存在熒光團(tuán)，其熒光強(qiáng)度可被增強(qiáng)10-103倍，熒光強(qiáng)度的增強(qiáng)是通過

2、熒光團(tuán)與入射光激發(fā)的金屬粒子周圍的電場之間的電磁耦合發(fā)生的。 通過合成粒度分布均勻，性能穩(wěn)定的金、銀溶膠，利用自組裝技術(shù)在玻璃表面成功構(gòu)筑銀納米粒子的二維亞單層結(jié)構(gòu)。利用UV-Visible技術(shù)，發(fā)現(xiàn)在組裝結(jié)構(gòu)中銀納米粒子之間的相互作用對偶極子表面等離子體共振有較大的影響，這也可能意味著相鄰銀粒子間電磁場的增強(qiáng)與銀粒子的偶極子模式間的耦合密切相關(guān)。銀納米粒子的粒徑大小與表面增強(qiáng)熒光效應(yīng)密切相關(guān)，在吸收光譜上粒徑較大的納米粒子其四

3、極子共振吸收明顯；與此相對應(yīng)，粒徑較大的銀納米粒子對熒光的表面增強(qiáng)效應(yīng)更強(qiáng)。且當(dāng)熒光激發(fā)波長在銀納米粒子等離子體共振吸收區(qū)域(470nm)內(nèi)時(shí)，熒光獲得最大增強(qiáng)。組裝密度不同的銀納米粒子陣列對熒光的增強(qiáng)效應(yīng)不同：密度小，粒子間距大，粒子間難以產(chǎn)生強(qiáng)的電場耦合；而當(dāng)密度過大，粒子容易團(tuán)聚，粒子與熒光分子的碰撞幾率增大；同時(shí)粒子團(tuán)聚體可能也擋住了部分熒光，熒光增強(qiáng)效果亦不佳。實(shí)驗(yàn)探索結(jié)果發(fā)現(xiàn)羅丹明B在組裝密度為1.00左右的大粒徑銀納米粒子

4、上的熒光增強(qiáng)效應(yīng)最明顯。 熒光分子與銀納米粒子之間的距離能影響熒光增強(qiáng)效應(yīng)。在銀納米粒子組裝陣列上組裝不同的硫醇分子以得到不同的熒光分子與銀納米粒子間的距離，從而得到不同的表面熒光增強(qiáng)效應(yīng)。研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)在組裝密度為0.50的銀納米粒子陣列上組裝十二硫醇時(shí)，熒光強(qiáng)度再一次得到增強(qiáng)。 在相同的體系中研究羅丹明6G的表面增強(qiáng)熒光，進(jìn)一步驗(yàn)證了表面增強(qiáng)熒光的影響因素：銀納米粒子組裝結(jié)構(gòu)的密度，熒光分子與銀納米粒子組裝結(jié)構(gòu)之間的距離