纳米等离子体生物传感及成像

贵金属纳米材料具有显著的局域表面等离子体共振（LSPR）效应,可有效地将共振光子限域在金属表面.随着多种形貌贵金属纳米材料的可控合成及其功能化表面化学技术的日臻成熟,贵金属纳米材料已被广泛应用于生物标记、传感成像、分析分离及生物医学领域.从贵金属纳米等离子体材料的性质出发,综述局域表面等离子体共振材料在传感及细胞成像中的最新进展,并对基于局域表面等离子体共振材料的纳米光子学传感器未来发展前景做出展望.     

表面等离子体共振光谱技术与电化学方法联用及其应用

表面等离子体共振（Surface Plasmon Resonance,SPR）技术是利用金属薄膜光学耦合产生的物理光学现象建立的一种非常灵敏的光学分析手段. 近年发展的电化学表面等离子体共振（Electrochemical Surface Plasmon Resonance,EC-SPR）是将时间分辨表面等离子体共振光谱技术与电化学方法联用的一种新技术. 本文介绍了SPR和EC-SPR的基本原理,并重点阐述了时间分辨SPR光谱技术与电化学方法联用及应用,该技术已广泛地应用于反应动态过程研究、生物化学传感器、电极/溶液界面的表征、动力学常数的测定以及生物分子相互作用等领域.     

表面等离子体共振技术在电化学反应过程研究中的应用

简述了表面等离子体共振(SPR)的基本原理,并综述了表面等离子体共振技术在电化学反应过程中的应用。SPR技术可以无需任何标记原位实时地检测分子间的相互作用,也可用于连续监测吸附/脱附和缔合/解离过程。表面等离子共振光谱(SPRS)与电化学技术结合可用来同时表征和处理电极/溶液的界面,在电化学掺杂/去掺杂过程、吸附/脱附反应的研究、痕量物质的检测、薄膜厚度、介电常数的测定等方面的应用已取得了很大的进展。     

贵金属纳米材料的液相合成及其表面等离子体共振性质应用

金属中的表面等离子体共振是描述其导带电子在电磁场作用下集体振荡的一个物理概念。金属纳米颗粒由于其表面等离子体共振性质表现出独特的光学应用。本文在相关研究的基础上，综述了具备表面等离子体共振性质的不同形貌及多种复合结构的贵金属纳米材料的制备和应用，并对其发展及应用前景进行了展望。     

贵金属纳米材料的液相合成及其表面等离子体共振性质应用

金属中的表面等离子体共振是描述其导带电子在电磁场作用下集体振荡的一个物理概念。金属纳米颗粒由于其表面等离子体共振性质表现出独特的光学应用。本文在相关研究的基础上,综述了具备表面等离子体共振性质的不同形貌及多种复合结构的贵金属纳米材料的制备和应用,并对其发展及应用前景进行了展望。     

电化学表面等离子体共振技术

电化学表面等离子体共振(electrochemical surface plasmon resonance,ESPR)技术是近年发展起来的、将表面等离子体共振技术与电化学方法联用的一种新方法。本文在阐明ESPR基本原理及其主要联用方法的基础上,对ESPR技术在金属离子定性/定量分析、纳米薄膜原位动力学研究、电化学聚合反应过程研究、ESPR生物传感等方面的应用进行了详细评述,并提出了提高ESPR检测灵敏度、ESPR与其他技术的联用以及测量装置的微型化、自动化是今后ESPR技术的发展方向。     

电化学表面等离子体共振技术

电化学表面等离子体共振(electrochemical surface plasmon resonance, ESPR)技术是近年发展起来的、将表面等离子体共振技术与电化学方法联用的一种新方法.本文在阐明ESPR基本原理及其主要联用方法的基础上,对ESPR技术在金属离子定性/定量分析、纳米薄膜原位动力学研究、电化学聚合反应过程研究、ESPR生物传感等方面的应用进行了详细评述,并提出了提高ESPR检测灵敏度、ESPR与其他技术的联用以及测量装置的微型化、自动化是今后ESPR技术的发展方向.     

贵金属纳米材料的液相合成及其表面等离子体共振性质应用

金属中的表面等离子体共振是描述其导带电子在电磁场作用下集体振荡的一个物理概念.金属纳米颗粒由于其表面等离子体共振性质表现出独特的光学应用.本文在相关研究的基础上,综述了具备表面等离子体共振性质的不同形貌及多种复合结构的贵金属纳米材料的制备和应用,并对其发展及应用前景进行了展望.     

电化学表面等离子体共振技术

电化学表面等离子体共振(electrochemical surface plasmon resonance, ESPR)技术是近年发展起来的、将表面等离子体共振技术与电化学方法联用的一种新方法.本文在阐明ESPR基本原理及其主要联用方法的基础上,对ESPR技术在金属离子定性/定量分析、纳米薄膜原位动力学研究、电化学聚合反应过程研究、ESPR生物传感等方面的应用进行了详细评述,并提出了提高ESPR检测灵敏度、ESPR与其他技术的联用以及测量装置的微型化、自动化是今后ESPR技术的发展方向.     

表面等离子体共振传感器在癌症早期诊断中的应用

表面等离子体共振传感器作为一种新型光学传感器, 在疾病诊断领域展现出日益广泛的应用性. 借助于纳米材料研究的最新进展, 该传感技术可实现浓度极低生物标记物的有效检测. 我们针对表面等离子体传感器在癌症早期诊断中的应用, 介绍了最新研究进展、重要发现及未来的发展前景.     

纳米金增强SPR检测产毒赭曲霉中PKS基因的特异性碱基

基于双通道表面等离子体子共振(surface plasmon resonance,SPR)传感器,分别采用直接法和金纳米粒子作为传感层的方法,通过检测赭曲霉毒素A(ochratoxin A,OTA)合成初期阶段表达的聚酮合成酶(polyketide synthase,PKS)基因的25个特异性碱基的寡核苷酸链,建立了一种高灵敏、间接检测OTA的新方法.同时考察了6-巯基己醇(6-mercapto-1-hexanol,MCH)作为封闭液对SPR响应信号的影响.结果表明,直接法的检测限为12.5 nmol/L,MCH的加入可使响应信号有所增强,使用金纳米粒子作为传感层的检测下限为0.25 nmol/L,与直接法相比较灵敏度提高了50倍,与以往使用金纳米粒子标记抗体或抗原相比,其作为传感层也能大大提高SPR检测灵敏度,且操作简单易行.     

Development of an X-ray detector using surface plasmon resonance

A new X-ray detector using surface plasmon resonance (SPR) is proposed. The detector consists of a prism coated with a thin metal film and semiconductor film. Optical laser pulse induces SPR condition on the metal surface, and synchronized X-ray pulse which is absorbed into the semiconductor film can be detected by measuring the change of the resonance condition of the surface plasmon. The expected time and spatial resolution of this detector is better than that of conventional X-ray detectors by combining this SPR measurement with ultra-short laser pulse as the probe beam. Our preliminary investigation using Au and ZnSe coated prism implies this scheme works well as the detector for the ultra-short X-ray pulse.     

表面等离子体波共振与常规检测技术的联用

表面等离子体波共振(SPR)是被入射电磁波所激发、存在于金属和电介质界面上电荷密度振动的谐振波.SPR是一种消逝场光学成功应用的典范,它具有体积小、分辨率高、无需标记、抗电磁干扰能力强等特点.本文介绍了SPR与电化学方法(循环伏安法、溶出伏安法)、光学方法(荧光光谱、红外光谱)、质谱和石英晶体微天平等其它常规检测技术联用的研究进展,与其它常规方法联用能进一步提高分析能力,可弥补彼此的不足.本文还特别详细说明了部分电化学方法、干涉测量法与表面等离子体波共振联用的优势及不足.     

Probing photoelectrochemical processes in Au-CdS nanoparticle arrays by surface plasmon resonance: application for the detection of acetylcholine esterase inhibitors

The photoelectrochemical charging of Au-nanoparticles (NP) in a Au-nanoparticle/CdS-nanoparticle array assembled on a Au-coated glass surface is followed by means of surface plasmon resonance (SPR) spectroscopy upon continuous irradiation of the sample. The charging of the Au-NPs results in the enhanced coupling between the localized surface plasmon of the Au-NP and the surface plasmon of the bulk surface, leading to a shift in the plasmon angle. The charging effect of the Au-NPs is supported by concomitant electrochemical experiments in the dark. Analysis of the results indicates that ca. 4.2 electrons are associated with each Au-nanoparticle under steady-state irradiation. The photoelectrochemical charging effect of the Au-NPs in the Au-CdS NP array is employed to develop a SPR sensor for acetylcholine esterase inhibitors.     

Multiphoton photoemission of self-assembled silver nanocrystals

Silver nanocrystals, self-organized in compact hexagonal networks, on gold and graphite exhibit anisotropic optical properties. From polarized electron photoemission spectroscopy, a two-photon mechanism is demonstrated and an enhancement due to the surface plasmon resonance (SPR) of the nanocrystal film is observed. Two SPR peaks appear, due to dipolar interactions and induced by the self-organization of silver nanocrystals. This property is used to probe the substrate effect on the plasmon resonance. Its damping is related to particle–substrate interactions.     

基于色相算法的表面等离子体共振成像传感器对苯并芘的敏感特性

报道了一种用于原位探测水中苯并芘的彩色表面等离子体共振成像(SPRI)传感器,该传感器既能提供直观的图像信息,又能借助色相算法定量分析待测物质的浓度及其吸附/脱附过程。首先利用自制的波长-图像同步检测型SPR传感器测试了裸金薄膜芯片在不同入射角下的共振波长和共振图像,然后利用色相算法建立了SPR共振波长与图像色相的依赖关系,基于该依赖关系获得了SPR传感器最佳色相灵敏度对应的起始共振波长约为650 nm;另一方面,制备了聚四氟乙烯涂覆的SPR传感芯片,基于聚四氟乙烯膜对水中苯并芘的可逆富集作用实现了苯并芘的原位快速探测。实验取得以下4个结果:(1)在20-100 nmol?L-1浓度范围内彩色SPR图像的平均色相值随着苯并芘浓度的升高线性减小;(2)对100 nmol?L-1的苯并芘的响应和恢复时间分别约为7和5 s;(3)由于聚四氟乙烯膜的厚度大于SPR消逝场穿透深度,检测结果不受溶液折射率影响;(4)在聚四氟乙烯敏感膜厚度较小且不均匀的情况下,传感器容许获取敏感膜的不同厚度区域对苯并芘的色相灵敏度。实验结果有力地证明了这种彩色SPR图像传感器在生化物质检测中具有良好的应用前景。     

表面等离子体共振传感技术在高分子研究中的应用

介绍了表面等离子体共振 (SPR)的基本原理和SPR传感器技术的应用现状 ,综述了SPR传感器在高分子科学研究中的应用和发展前景。     

Electrochemical surface plasmon resonance detection of enzymatic reaction in bilayer lipid membranes

In this paper, electrochemical surface plasmon resonance (SPR) method was first used to detect enzymatic reaction in bilayer lipid membrane (BLM) based on immobilizing horseradish peroxidase (HRP) in the BLMs supported by the redox polyaniline (PAn) film. By SPR kinetic curve in situ monitoring the redox transformation of PAn film resulted from the reaction between HRP and PAn, the enzymatic reaction of HRP with H(2)O(2) was successfully analyzed by electrochemical SPR spectroscopy. The results show that this BLM supported on PAn film cannot only preserve the bioactivity of HRP immobilized in the membrane, but also provide a channel for the transfer of electrons between HRP and PAn on electrode surface. These characteristics enabled the development of SPR biosensor for sensitively detecting H(2)O(2). H(2)O(2) has been detected by electrochemical SPR spectroscopy in the concentration range of 5 x 10(-5)M to 2 x 10(-3)M. After each of detections, the SPR sensor surface was completely regenerated by electrochemically reducing the oxidized PAn to its reduced state. This method provides a novel route for enhancing the detection of small ligand of enzymatic reaction in BLM by electrochemical SPR spectroscopy.     

Dielectric medium effects on collective surface plasmon coupling interactions in oligothiophene-linked gold nanoparticles

The near-field coupling interactions between surface plasmon modes of neighboring metal nanoparticles (NPs) are investigated in thin films of oligothiophene-linked Au NPs. The oligothiophene linker facilitates near-field coupling between adjacent NPs, and disruption of the conjugation in the oligothiophene by chemical oxidation leads to a decrease in surface plasmon resonance (SPR) coupling between neighboring particles. The SPR coupling between NPs was found to be highly dependent on the dielectric constant of the medium that the films are exposed to, where a higher dielectric medium leads to weaker coupling. The dependence of the SPR coupling on the dielectric constant of the medium is explained using electrodynamic theory.