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oe1(光电查) - 科学论文

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  • AIP会议论文集 [AIP出版 可再生能源、环境与可持续性技术与材料：TMREES19Gr - 希腊雅典（2019年9月4-6日）] 可再生能源、环境与可持续性技术与材料：TMREES19Gr - 表面等离子体共振核壳SiO2:金纳米粒子(AuNPs)红移的时间效应

    摘要： 采用Turkevich法化学合成的球形金纳米颗粒(AuNPs)，其表面包覆硅酸钠储备液(Na2SiO3)。通过紫外-可见吸收光谱研究不同比例(SiO2与乙醇)对包覆后金纳米颗粒表面等离子体共振(SPR)位置的影响。紫外-可见光谱显示(SiO2与乙醇)比例会影响包覆后的金纳米颗粒：未包覆金纳米颗粒的特征峰位于515nm，包覆后该峰值红移至518nm。包覆过程使表面等离子体共振(SPR)位置产生轻微偏移，表明该包覆方法对维持金纳米颗粒稳定性具有重要作用。

    关键词： 金纳米粒子（AuNPs）、表面等离子体共振（SPR）、硅酸钠（Na2SiO3）、图尔凯维奇法

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 基于光纤基底利用金纳米颗粒实现的高灵敏度、高选择性谷氨酸检测局部表面等离子体共振生物传感器

    摘要： 本研究制备并表征了一种基于局部表面等离子体共振的光纤生物传感器，通过在光纤基底上修饰金纳米粒子（AuNPs）实现对0-10 mM浓度范围内谷氨酸的检测。传感器探针制备时，先将金纳米粒子负载于光纤裸露部分，再共固定谷氨酸脱氢酶及辅酶烟酰胺腺嘌呤二核苷酸于金纳米粒子表面。该传感器采用强度调制模式工作，当待测样品中谷氨酸浓度变化时，会引起探针周围吸光度改变——这种吸光度变化源于谷氨酸脱氢酶、谷氨酸、水与NAD+之间的化学反应，该反应影响了金纳米粒子周围介质的折射率。局部折射率的改变导致传感层金纳米粒子吸光度显著变化，在0-10 mM谷氨酸浓度范围内测得吸光度变化值为0.019。该传感器的检测限为0.36 mM，灵敏度为0.0048 AU/mM。由于采用光纤作为探针制备基底，该传感器具有成本低廉、抗电磁干扰、探针微型化以及支持在线监测与远程传感等优势。

    关键词： 局域表面等离子体共振、谷氨酸、光纤、金纳米粒子、传感器

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 用于细胞表面HER2蛋白成像的暗场原位成像活化等离子体纳米聚集体

    摘要： 基于局域表面等离子体共振（LSPR）的暗场显微镜（DFM）被用于观测实验现象，这是一种极具前景的无损、非光漂白生物成像技术。该策略通过引入零LSPR背景的不对称修饰金纳米颗粒（AuNPs）作为探针，在目标物存在时形成具有更强散射效率的等离子体纳米聚集体，从而产生"开启"现象。首先，设计-C≡C探针用于叠氮化物与炔烃Au1之间的环加成反应，在由抗坏血酸钠还原Cu2+生成的Cu+催化作用下形成金纳米颗粒二聚体。这两种探针成功应用于大鼠血清中Cu2+的检测。随后，为将该概念应用于细胞蛋白质，提出在-C≡C探针上修饰DNA和抗体以实现细胞HER2蛋白的DFM检测。通过在引物中设计适配体序列，将滚环扩增（RCA）引入细胞HER2 DFM检测，其图像信号强度显著高于无RCA的情况。这种独特设计使得在细胞DFM中更容易区分目标信号与背景噪声。该方法可应用于分子诊断和细胞成像领域。

    关键词： 点击化学、滚环扩增、局域表面等离子体共振、金纳米粒子、HER2蛋白、暗场显微镜

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 金纳米粒子介导的等离子体光热治疗中活性氧生成：不同粒径、形貌及表面偶联的对比研究

    摘要： 金纳米粒子（AuNPs）介导的光热疗法为有效消融癌细胞提供了替代方案。然而，需调控AuNPs的光热响应以提升等离子体光热疗法（PPT）疗效并降低副作用。本研究提出一种简化光热效率与靶向选择性调控的新方法：采用不同尺寸的激光处理球形/各向异性AuNPs及生物相容性叶酸（FA）偶联AuNPs（FA-AuNPs），作用于人宫颈上皮癌细胞系（HeLa）。结果表明大尺寸AuNPs产生更显著的光热效应——9 nm球形AuNPs使温度最高升高3.0±1°C，14 nm球形AuNPs升温达4.4±1°C；15 nm各向异性AuNPs在细胞培养基（MEM）中最高升温4.0±1°C，而20 nm各向异性AuNPs则实现5.3±1°C的显著升温。值得注意的是，20 nm各向异性AuNPs在100 μM浓度下使细胞存活率降至60%，证实其作为光热试剂的潜力。此外，辐照细胞内会形成高浓度活性氧（ROS），与光热应激协同作用，通过破坏质膜完整性引发急性坏死导致显著细胞死亡。我们运用透射电镜（TEM）和多种荧光标记的共聚焦荧光显微镜对PPT过程中的细胞死亡及ROS过量产生进行了表征与量化。研究发现FA-AuNPs通过内部损伤诱导凋亡性细胞死亡，同时减少PPT治疗中的ROS生成。结果表明等离子体介导的ROS能增强癌细胞对光热损伤的敏感性，而FA-AuNPs可抑制过量ROS形成，在降低坏死性死亡途径所致副作用风险的同时，既提升了金纳米粒子光热疗法的疗效，又减少了引发热应激所需的高温暴露次数。

    关键词： 活性氧物种、激光照射、金纳米粒子、叶酸、光热效应

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 金纳米粒子在水中的温度变化及纳秒脉冲激光下等离子体气泡的动力学研究

    摘要： 悬浮在水介质中的金纳米颗粒在纳秒激光照射下开始升温，并在其周围形成气泡。本研究旨在评估纳米颗粒在沸点温度下的尺寸缩减量、纳米颗粒及其周围介质的温度变化，以及气泡形成的时刻。为此，采用米氏理论计算气泡附近纳米颗粒的吸收截面；运用传热方程确定纳米颗粒和水的温度；并基于流体力学方程评估气泡膨胀情况。随后将这三组方程耦合求解。结果表明：气泡在临界压力下形成，由于气泡膨胀速度缓慢，介质中会出现温度梯度；此外，脉冲宽度的微小变化对纳米颗粒温度具有显著影响。通过计算纳米颗粒加热过程与气泡形成的关联，有助于控制纳米颗粒尺寸并理解纳米尺度的传热过程。

    关键词： 金纳米粒子，纳米气泡，纳米粒子加热，流体动力学方程

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 通过定向自组装将金纳米颗粒可控定位至图案化聚二甲基硅氧烷薄膜中

    摘要： 一种经济可行且可重复的纳米粒子（NPs）高保真有序阵列组装方法仍是根本性难题。定向自组装等方法展现出最大潜力，能实现预图案化聚合物腔体中>85%的纳米粒子填充密度。本研究通过控制蒸发速率、基底速度（沉积速率）和纳米粒子直径来优化定向自组装工艺，成功制备出面积>2 mm×2 mm且填充密度达~100%的可重复有序阵列。实测光谱显示：对于100 nm和150 nm金（Au）纳米粒子，随着填充密度增加，局域表面等离子体共振（LSPR）和表面晶格共振（SLR）峰均发生蓝移。离散偶极近似（DDA）、耦合偶极近似（CDA）、快速半解析CDA（rsa-CDA）及米氏理论模拟结果与实测消光谱的每纳米粒子消光值（extinction/NP）计算高度吻合。采用150 nm金纳米粒子有序阵列，分别基于聚二甲基硅氧烷（PDMS）和玻璃折射率（RI）进行rsa-CDA估算，所得峰值位置误差<1.7%，且峰值相对增幅相当。实测与模拟均表明：相比PDMS基质，阵列位于玻璃基底时SLR峰高度显著增强。

    关键词： 定向自组装、消光光谱、金纳米粒子、表面晶格共振、局域表面等离子体共振

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 利用等离子体金纳米粒子提高染料敏化TiO2太阳能电池的效率

    摘要： 本工作聚焦于通过将二氧化钛（TiO?）与具有等离子体效应的金（Au）纳米颗?；旌侠锤男匀玖厦艋裟艿绯兀―SSCs）中的TiO?光阳极，旨在提升其性能。研究将不同浓度的Au纳米颗粒掺入TiO?，并在100 mW cm?2白光强度下测试其J-V特性以确定最佳浓度。采用商用钌基染料（N?）、含40 μL Au纳米颗粒的TiO?光阳极及液态电解质（碘锂盐Z-50）制备的DSSC，展现出17.52 mA cm?2的短路电流密度（Jsc）、0.62 V的开路电压（Voc）、0.64的填充因子（FF）以及6.97%的能量转换效率（η）。其中Jsc和η光伏参数分别实现了83%和68%的提升，该性能增强源于Au纳米颗粒的等离子体效应促进了光吸收与散射，从而产生更多光电流。

    关键词： 等离子体激元、染料敏化太阳能电池、金纳米粒子

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 通过光纤表面蚀刻和金包覆改进基于光纤的局域表面等离子体共振传感器

    摘要： 基于光纤的局域表面等离子体共振（FO-LSPR）传感器是一种能检测特定生物分子并发现疾病早期迹象的生物传感器。本文提出两种提升该传感器信噪比（SNR）的方法——信噪比是FO-LSPR传感器的主要特性之一。第一种方法是通过金包覆法增大光纤表面金纳米颗粒（Au NP）的尺寸来增强传感器信号强度；第二种方法是以光纤表面的金纳米颗粒为掩?？淌垂庀吮砻?，通过增加表面粗糙度来构建降低反射率的结构。提升光纤表面粗糙度可减少传感器背景信号。上述两种方法均能提高传感器信噪比，而信噪比的提升将增强传感器效能。

    关键词： 信噪比、局域表面等离子体共振、表面蚀刻、金包覆、金纳米粒子

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 一种新型便携式纳米等离子体成像仪实现炎症生物标志物的快速数字检测

    摘要： 目前迫切需要新型即时诊断设备以实现快速准确的检测，特别是在治疗危及生命的感染和脓毒症时——这类情况必须立即治疗。脓毒症是由机体对感染的系统性反应引发的重症，患者存活几率会随每小时的延误而急剧下降。本研究报道了一种基于纳米粒子增强数字等离子体成像的新型便携式生物传感器，可直接从血清中快速灵敏地检测两种与脓毒症相关的炎症生物标志物：降钙素原（PCT）和C反应蛋白（CRP）。该设备实现了卓越的检测限（PCT为21.3 pg/mL，CRP为36 pg/mL），且动态范围至少达到三个数量级。该便携设备已在西班牙瓦尔德希布伦大学医院投入使用，通过大量脓毒症患者、非感染性全身炎症反应综合征（SIRS）患者及健康受试者的样本进行测试。检测结果经最终临床诊断和现有免疫测定法验证，表明其性能准确可靠，堪比金标准实验室检测。值得注意的是，该等离子体成像仪可在15分钟内识别出脓毒症和SIRS患者典型的PCT水平。这种紧凑且低成本的设备为辅助现场快速精准诊断脓毒症提供了极具前景的解决方案。

    关键词： 成像生物传感器、纳米等离子体学、即时诊断、败血症、金纳米粒子

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 基于异质结结构氧化锌薄膜晶体管的高透明表面等离子体增强可见光探测器

    摘要： 通过喷雾热解法在掺氟氧化锡衬底上制备了具有可见光探测能力的高透明氧化锌（ZnO）基薄膜晶体管（TFT），其金纳米颗粒（AuNPs）作为功能组分。喷雾沉积的ZnO沟道层厚度约15纳米，且随喷涂次数增加呈线性增厚。当衬底与喷嘴间距为20厘米时，ZnO薄膜沟道层比10厘米间距时明显更光滑，表面粗糙度显著降低至1.84纳米。最终形成的ZnO与AuNPs异质结纳米杂化结构利用等离子体能量检测作为电信号，构成了理想的可见光探测器组合。该ZnO基TFT将局域表面等离子体能量转化为电信号，从而扩展了光探测器材料的宽禁带范围以实现可见光波长探测。光电晶体管在1.26、12.6和126 pM的金纳米颗粒浓度下，随着AuNP密度增加呈现导通电流升高现象，在施加栅极和漏极电压时分别达到3.75、5.18和9.79×10??安培值。此外，阈值电压（Vth）也随AuNP密度增加向负值方向漂移。

    关键词： 金纳米粒子、光电晶体管、等离子体能量检测、喷雾热解法、氧化锌基薄膜晶体管

    更新于2025-09-12 10:27:22