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oe1(光电查) - 科学论文

176 条数据
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  • 利用量子点-金纳米复合物优化连接长度变化的荧光病毒检测平台

    摘要： 本研究开发了一种基于局部表面等离子体共振（LSPR）的可调谐生物传感器，通过调控荧光CdZnSeS/ZnSeS量子点（QDs）与金纳米颗粒（AuNPs）之间的距离来检测病毒。利用18个氨基酸组成的肽链连接控制AuNPs与QDs的间距。在优化条件下，邻近AuNPs的表面等离子体效应增强了QDs的荧光特性。病毒连续结合肽链会引发空间位阻，影响LSPR行为并导致QDs荧光猝灭。通过全面分析CdZnSeS/ZnSeS QD-肽-AuNP纳米复合材料的各项特性，该传感器可在10?14至10?9 g/mL线性范围内检测不同浓度的流感病毒，检测限达17.02 fg/mL。结果表明，该生物传感器可作为多种传感应用场景中检测传染性病毒的优良替代方案。

    关键词： 量子点、局域表面等离子体共振、生物传感器、肽、流感病毒、金纳米粒子

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 《痘状金纳米球：等离子体光热疗法的卓越候选者》

    摘要： 背景：开发高效纳米粒子以实现光热转换用于抗癌治疗是一项极具挑战性的研究领域。 方法：本研究合成了独特的凹凸金纳米球（PGNSs）用于等离子体光热疗法（PPTT）。通过组织仿体模型研究了PGNSs的光热转换能力及PPTT在细胞水平的损伤效应。采用结直肠腺癌（DLD-1）和成纤维细胞系进行细胞毒性测试，评估PGNSs诱导强效细胞损伤的能力。同时结合COMSOL Multiphysics等离子体数值模型与PPTT实验测定。 结果：硫醇化聚乙二醇（SH-PEG400-SH-）表现出低细胞毒性，在流式细胞术检测中（300 μg/mL浓度下对成纤维细胞作用24小时）使PGNSs保持89.4%的细胞存活率，从而改善其生物相容性。在300 μg/mL浓度、325秒照射条件下，纳米粒子介导的仿体模型产热分别为：PGNSs ΔT=30°C、金纳米棒（AuNRs）ΔT=23.1°C、金纳米粒子（AuNPs）ΔT=21°C。体外PPTT抗癌实验显示PGNS组对DLD-1细胞诱导68.78%杀伤率（凋亡）。荧光显微镜观察到PPTT组细胞膜与核结构破坏。病理学研究（H&E染色）证实物理肿瘤模型在2、3和4厘米深度均存在充分PPTT损伤穿透，808纳米激光照射PGNSs的组织模型呈现严重结构损伤。 结论：这些结果表明当前PGNSs与光热疗法在多种抗癌应用中具有重要前景。

    关键词： 金纳米粒子、光热疗法、等离子体、结肠直肠细胞、病理学

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 用于传感和光学光谱应用的驱动等离子体纳米孔阵列

    摘要： 本文报道了一种快速调控纳米孔阵列穿孔金薄膜与金纳米粒子阵列耦合结构等离激元特性的新方法。通过改变纳米孔与纳米粒子间距及调节结构的折射率对称性，我们主动调控了该结构所支持的局域表面等离激元模式与传播表面等离激元模式之间的近场相互作用。该方法采用对温度刺激产生溶胀-收缩响应的薄层水凝胶垫实现调控，并通过数值模拟补充研究了局域与传播表面等离激元的动态变化及其相互作用机制。实验证明，对这些模式光学共振的探测与激发可实现生物分子结合的无标记表面等离子体共振检测，并适用于原位研究纳米孔-纳米粒子间隙内低分子量分子的表面增强拉曼散射。

    关键词： 金纳米粒子、响应性水凝胶、等离子体纳米孔阵列、表面等离子体共振、表面增强拉曼散射

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 光诱导下等离子体二聚体与团簇的融合

    摘要： 纳米等离子体结构的特性高度依赖于其几何形态，因此需要高精度的控制与表征。本研究利用金原子在纳米颗粒表面的低活化能，展示了激光辐照如何重塑纳米颗粒二聚体。通过时间分辨暗场显微光谱技术，可对单个纳米结构进行详细的过程研究。研究发现存在三个阶段：晶面生长、颗粒间导电桥形成以及桥体生长。电磁模拟验证了生长动力学过程，并实现了桥体直径的测量——该直径具有高度可重复性且呈现自限性特征。初始态与终态的光谱共振关联揭示了桥体生长的能量势垒。暗场显微镜显示，纳米颗粒簇中多个间隙的融合可通过数字触发实现，每个间隙会在辐照功率离散增加后依次闭合。这种控制技术对光诱导纳米线形成或电子/光电器件微调具有重要意义。

    关键词： 纳米粒子聚结、金纳米粒子、光谱学、等离子体学、烧结、纳米粒子二聚体

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 用于表面增强拉曼散射（SERS）的金属核壳光子晶体

    摘要： 金属核壳基底专门用于基于表面增强拉曼光谱（SERS）实现低至微摩尔浓度的超灵敏分子检测。计算表明，掺入金或银纳米颗粒的非晶聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）光子晶体能显著增强空气-介质界面的电磁场，从而产生卓越的拉曼增强效应。相应实验与表征显示，该核壳结构具有优异的灵敏度、重现性和稳定性，展现出作为SERS基底的卓越特性与性能。

    关键词： 银纳米粒子，电磁场，聚甲基丙烯酸甲酯，表面增强拉曼散射，金纳米粒子，核壳结构

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 多糖介导的生物合成法制备pH响应性荧光金纳米簇作为生物相容性肿瘤成像探针

    摘要： 从石榴果皮中分离出的一种生物相容性天然多糖（PSP001）与L-半胱氨酸（Y）结合，作为制备荧光金纳米簇（AuNCs）的骨架，记为PSP-Y-AuNCs。该纳米簇平均尺寸约6纳米，具有高量子产率（31%）和pH敏感的荧光发射特性。在酸性pH条件下发射峰位于520纳米，且随pH升高发生蓝移，这一特性为精准比率型pH成像提供了可能。PSP-Y-AuNCs不仅对癌细胞、外周分离淋巴细胞及红细胞表现出优异的生物相容性，还展现出高效的细胞摄取能力，是一种活性分子成像探针。BALB/c小鼠实验进一步证实了该金纳米簇的无毒特性及体内成像潜力。在实体瘤荷瘤同源小鼠模型中的生物分布研究表明，其肿瘤靶向荧光增强模式源于pH响应性荧光行为及肿瘤酸性微环境。这一发现通过人源肿瘤异种移植裸鼠模型中显著的肿瘤蓄积模式得到进一步验证。凭借卓越的生物相容性和光物理特性，PSP-Y-AuNCs可用于癌症组织的实时荧光成像。

    关键词： 多糖、肿瘤、pH比率测量、生物相容性、体内成像、纳米团簇、荧光、石榴、金纳米粒子

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 具有双层纳米-微米结构的纤维素纸基底，用于增强等离激元光热加热和太阳能蒸汽生成

    摘要： 等离子体纳米粒子（如金纳米粒子AuNPs）因其优异的光热性能，已被广泛应用于海水淡化与水净化的太阳能蒸汽生成领域。这类纳米粒子通常锚定在多孔支撑材料中以方便操作并增强吸水性。然而，在提升光在多孔支撑体内向纳米粒子的传输效率以实现更高效光热加热方面进展有限。本研究展示了一种通过定制多孔结构的纤维素纸支撑AuNPs来增强光吸收从而实现高效光热加热的方法。该纸张由锚定AuNPs的纤维素纳米纤维（上层）和纤维素浆料（下层）构成双层结构，形成垂直方向上的纳米-微米级双重多孔结构。其中浆料衍生的底层微结构能将透射光反射回上层的AuNPs，从而提高其光吸收率。实验表明：在相同AuNPs含量下，相较于单层AuNPs-纤维素纳米纤维纸，这种双层结构在1倍太阳光照下展现出更优异的光热加热性能（温度从28°C升至46°C）和太阳能蒸汽生成速率（1.72 kg m?2 h?1）。此外，相同光照条件下该双层纸的单位AuNPs水蒸发速率比现有最先进的AuNPs-多孔材料高出两倍以上。该策略为贵金属等离子体纳米粒子的高效利用及太阳能蒸汽生成技术的进一步发展提供了新途径。

    关键词： 金纳米粒子、等离子体纳米粒子、纤维素纸、纳米-微米结构、光热加热、太阳能蒸汽生成

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • TD-DFT+TB：一种高效快速的量子等离激元激发计算方法

    摘要： 我们采用TD-DFT+TB这一新型激发态密度泛函理论方法，研究了金和银纳米粒子的量子等离激元特性。该方法将完整的DFT基态与线性响应计算中的紧束缚近似相结合。在此框架下，我们获得了具有四面体对称性（含20、56、120和165个原子）和二十面体结构（含13、55和147个原子）的闭壳层Ag、Au及双金属Ag-Au纳米粒子的光学性质，并与作为参考标准的全线性响应时变密度泛函理论(TD-DFT)以及作为低成本替代方案的时变密度泛函紧束缚理论(TD-DFTB)进行对比。研究发现：TD-DFT+TB计算的吸收光谱与TD-DFT参考值高度吻合，峰位误差小于0.15 eV；而TD-DFTB误差较大（约1 eV）。虽然基态计算耗时与TD-DFT相当，但采用紧束缚近似后激发态计算速度提升近百倍，对总计算时长影响几乎可忽略。与仅适用于特定元素组合（需有相应DFTB参数化方案）的TD-DFTB不同，TD-DFT+TB可应用于任意元素组合。为评估其对不同原子组合的适用性，我们测定了不同银金比例双金属团簇的等离激元特性，其能量与强度变化趋势与TD-DFT高度一致——这是使用标准参数集的TD-DFTB无法实现的。

    关键词： 量子等离子体、双金属银-金纳米粒子、金和银纳米粒子、光学性质、TD-DFT+TB方法

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 通过高效空穴补偿在金纳米粒子单层上收集热电子

    摘要： 等离子体金属纳米粒子（NPs）因其独特的光学特性，已被应用于光催化和表面增强拉曼散射（SERS）等多个领域。由等离子体非辐射衰变产生的热电子可转移至吸附在金属表面的反应分子，从而在远比传统热催化温和的条件下显著促进光催化化学反应。然而，由于超快弛豫或复合过程，能有效利用的热电子数量非常有限。本研究通过添加NaBH4或酸性Na2SO3溶液作为空穴清除剂，实现了空穴的高效补偿与热电子的捕获，从而持续产生热电子及活性氢物种。即使在约80纳米金纳米粒子自组装单层膜（SAM）上，经催化惰性的NaBH4或酸性Na2SO3溶液处理后，在激光照射下仍实现了硝基芳烃的六电子光催化还原。研究阐明NaBH4或酸性Na2SO3溶液的作用在于补偿空穴而非直接还原硝基芳烃。这种通过快速补偿空穴来捕获热电子的策略，为驱动高效光能转化提供了新思路。

    关键词： 等离子体激元学、表面增强拉曼散射、金纳米粒子、热电子、硝基芳烃还原

    更新于2025-09-22 15:28:34

  • 表面等离子体增强光散射生物传感：金纳米颗粒标记的尺寸依赖性

    摘要： 表面等离子体增强光散射（SP-LS）是一种强大的新型表面等离子共振（SPR）传感模式，在使用球形金纳米颗粒（AuNP）标记的夹心免疫分析中展现出卓越的灵敏度。为进一步提升SP-LS性能，我们系统研究了AuNP尺寸效应。模拟结果表明散射功率与AuNP尺寸相关，并预测出能实现极高信号增强的最佳AuNP尺寸（即100和130纳米）。130纳米AuNP的最大散射功率约为17纳米AuNP的1700倍。实验中通过混合低/高分子量PEG分子包被AuNP开发了生物偶联方案，结合理化表征和模型点杂交实验确定了IgG抗体生物偶联的最佳条件。团聚现象阻碍了大尺寸AuNP在SP-LS实验中的应用。如模拟预测，直径50和64纳米的AuNP相比更小颗粒产生了显著更高的SP-LS信号增强。最后我们验证了基于金扩增步骤（旨在扩大36纳米AuNP标记物）的两步式SP-LS方案的可行性。本研究为SP-LS生物传感技术的进一步开发和生物分析领域的转化应用提供了蓝图。

    关键词： 信号放大、表面等离子体共振、金纳米粒子、表面等离子体增强光散射、金增强

    更新于2025-09-22 19:03:33