项目名称: 染料聚集体/Au纳米结构中激子-表面等离子体耦合的电化学调制及生物分析应用

项目编号: No.21265005

项目类型: 地区科学基金项目

立项/批准年度: 2013

项目学科: 数理科学和化学

项目作者: 潘宏程

作者单位: 桂林理工大学

项目金额: 50万元

中文摘要: 激子与表面等离子体的耦合作用(E-P耦合)在生物分析中有巨大的应用前景。但是,由于缺乏E-P耦合的有效调控,极大制约了其在生物分析中的发展。本项目通过电化学方法改变激子体系的氧化还原态,引起激子能量变化,从而实现E-P耦合的可控调节。采用电化学结合衰减全反射光谱和电化学电流成像技术,对染料聚合膜/Au纳米膜和染料J型聚集体/Au/SiO2核壳纳米微粒的电化学调制E-P耦合进行研究。阐明电位变化对E-P耦合光学性质的影响,揭示电化学调制E-P耦合中的电子转移机理。采用电化学聚合包埋和染料在生物分子骨架上的组装来实现E-P耦合体系中葡萄糖氧化酶和IgG抗原等生物分子的固定。研究电化学调制E-P耦合体系中生物分子的识别与催化机理,构建具有电位分辨、波长分辨和角度分辨的酶和免疫传感器。本研究将为电化学调制E-P耦合的分析应用提供理论依据,有助于把纳米光子学的新原理纳入到生物分析新方法的创建之中。

中文关键词: 表面等离子体共振;激子;纳米材料;传感;测定

英文摘要: Exciton-plasmon (E-P) coupling appears to be a great potential for applications in bioanalysis. However, these applications may be largely restricted, due to the lack of an effective means to modulate the E-P coupling. This proposed research is focused on developing an electrochemical method for modulating the E-P coupling, which can control optical properties of E-P coupling by alternating excitonic energy and changing the redox state of the exciton system. Electrochemical techniques will be combined with attenuated total reflection spectra and current imaging to study the electrochemically modulated E-P coupling in two systems: polymerized dye film/Au nanofilm and dye J-aggregates/Au/SiO2 core-shell nanoparticles. The research aims to evaluate the effects of potential change on optical properties of the E-P coupling and develop a fundamental understanding of the electron-transfer mechanism of the electrochemically modulated E-P coupling. Glucose oxidase and IgG will be immobilized by electrochemical polymerization and biomolecule-based self-assembly of dyes. The objective of the proposed research is to provide insight into the biological catalysis and recognition mechanism in the E-P coupling systems. This research will contribute to developing a potential-, wavelength-, and angle-dependent biosensor. Knowledg

英文关键词: surface plasmon resonance;exciton;nanomaterials;sensing;

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