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阿托摩尔水平下单硫醇位点可逆二硫键相互作用的等离激元光学表征

DOI：10.1038/s41467-020-15822-8 期刊：Nature Communications 出版年份：2020 更新时间：2025-09-23 15:21:01
摘要： 探测单个化学反应是绘制反应路径的关键。然而，对亚千道尔顿级反应物和产物的痕量分析会因标记物而变得模糊，因为反应动力学不可避免地会受到干扰。硫醇-二硫化物交换反应因其众多纳米技术和自然应用而备受关注。由于技术限制（如无法区分离去基团），单个硫醇和二硫化物的氧化还原循环一直难以解析。在此，我们展示了一种利用无标记光等离子体传感器检测单分子硫醇-二硫化物交换的方法。我们实时量化了亚千道尔顿级硫醇化物质之间的重复反应，浓度低至数百阿托摩尔。我们的测量采用独特的传感模式，能够在等离子体纳米粒子表面观察单个二硫化物反应动力学和路径。该技术为通过光等离子体学表征分子的电荷、氧化态和手性铺平了道路。
作者： Serge Vincent，Sivaraman Subramanian，Frank Vollmer
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

利用无标记光子等离子体传感器研究单分子巯基-二硫键交换反应的检测，以绘制反应路径并实时定量极低浓度下亚千道尔顿巯基物种间的反应。

研究成果

该研究成功利用无标记光子等离子体传感器检测到单分子巯基-二硫键交换反应，为从电荷、氧化态和手性等方面表征分子铺平了道路。未来改进可提高时间分辨率并进一步揭示单分子的纳米化学特性。

研究不足

该研究面临技术和应用方面的限制，例如需要高电解质浓度以及反复注入分析物才能在亚飞摩尔范围内达到足够的反应速率。潜在的优化领域包括通过将激光频率锁定到回音壁模式（WGM）共振来提高时间分辨率。

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