封面

納米貴金屬組裝體表面增強熒光效應

內容簡介

前言

1 熒光光譜概述

2 局域表面等離子體共振效應

3 表面增強熒光效應

4 用于表面熒光增強的貴金屬納米顆粒及其組裝體制備

5 貴金屬納米顆粒組裝體表面增強熒光效應

6 貴金屬納米顆粒組裝體表面增強熒光效應的應用研究

封底

本書對表面增強熒光效應作了較為全面的介紹。從熒光分析法基本概念和原理入手，闡述了表面熒光增強現象、機理、理論基礎；特別關注了能夠作為具有優良表面增強熒光效應貴金屬納米顆粒組裝體組件的金、銀納米顆粒制備，著眼于不同尺寸和形貌金、銀納米顆粒的制備方法，探討了不同構造子以不同組裝方式構建不同結構組裝體；闡述了擁有多級結構和形貌的貴金屬納米顆粒組裝體能夠有效調控其局域表面等離子體共振的典型實例，展現了表面增強熒光效應的多樣性應用。

通過表面修飾，制備具有熒光增強效應的金屬納米粒子，研究金屬納米粒子對生物染料小分子熒光表面增強效應的基本問題，了解表面增強熒光效應的本質，據此優化金屬納米粒子對熒光的表面增強效應。在此基礎上，進行電極表面金屬納米粒子的二維修飾，研究固定于電極表面的金屬納米粒子對生物電催化過程中所涉化學發光分子熒光的增強，實現表面增強熒光技術在電化學發光生物分析中的應用。同時，在金屬納米粒子的二維組裝結構中植入免疫和生物芯片識別生物分子，制備表面增強熒光檢測基底，研究金屬納米粒子對探針分子熒光的增強效應,以提高熒光免疫檢測和生物芯片檢測的靈敏度。本項目研究不僅為更全面理解金屬納米粒子的特異光學性質提供信息，也為發展新的生物分析、免疫檢測和生物芯片檢測方法和技術進行必要的基礎探索。

金屬增強熒光(Metal-Enhanced Fluorescence)效應，是指當熒光分子分布在金屬表面或其納米結構附近時，其熒光發射強度相對于自由態的熒光發射強度大大增加的現象。這種增強效應在生物分子(尤其是DNA)無損檢測、熒光共振能量轉移免疫分析等生物檢測領域都有著廣闊的應用前景。基于金屬增強熒光效應對熒光分子與金屬表面之間的距離的靈敏響應性，本課題將金屬增強熒光效應與功能聚合物多層膜體系相結合，首先設計與合成一系列含有響應性基團的功能高分子，并利用層層自組裝等方法修飾在金/銀納米結構的表面以作為厚度可調的中間層，以此實現對熒光分子與金/銀納米結構之間距離的精確調控。例如，采用溫度和pH響應的聚丙烯酸/聚異丙基丙烯酰胺多層膜作為中間層時，吸附于其表面的熒光分子的熒光強度可隨溫度或pH值的變化而調節；而采用具有葡萄糖敏感性的苯硼酸聚合物作為中間層時，則體系的熒光強度可體現出對葡萄糖濃度的靈敏響應。在項目的實施過程中，我們一方面在平面基底上制備了一系列金屬納米顆粒/功能聚合物復合結構的響應性薄膜，并通過外界刺激調節聚合物薄膜的厚度，以實現熒光分子與金屬納米顆粒之間距離的有效調控；另一方面，我們也在溶液相中在金屬納米結構表面通過原位聚合等方法，制備了具有核殼結構的復合納米顆粒，其聚合物殼層的厚度也可以隨外界物理或化學環境的改變而發生變化，從而實現對金屬增強熒光效應的調節。通過本項目的實施，我們實現了一種通過簡單的外部操作來調節金屬納米結構的增強熒光效應的新方法，進一步拓展了金屬增強熒光效應的應用范圍。