Angew. Chem. Int. Ed.: 壳层隔绝针尖增强荧光/拉曼光谱取得重要进展

发布日期:2018-4-19     浏览次数:1825次    发布者:刘春英    

       李剑锋教授课题组、任斌教授课题组和Renato Zenobi教授课题组在壳层隔绝针尖增强荧光光谱和拉曼光谱方面取得重要进展,相关研究成果“Shell-Isolated Tip-Enhanced Raman and Fluorescence Spectroscopy”发表于Angew. Chem. Int. Ed.(2018, DOI: 10.1002/anie.201802892)。

       针尖增强光谱具有极高的空间分辨率,并可同时提供待测物的结构及形貌信息。然而,当STM型针尖应用于增强荧光技术中,荧光分子和金属针尖(及金属基底)存在非辐射能量转移,导致荧光“猝灭”,无法获得荧光信号。针对这一瓶颈问题,课题组发展了壳层隔绝针尖增强荧光光谱(Shell-Isolated Tip-Enhanced Fluorescence Spectroscopy)。通过在金、银针尖表面包覆不同厚度、不同材料的惰性壳层,制备出壳层隔绝针尖。理论计算和实验表明壳层隔绝针尖仍具有很强的电磁场增强能力,并且壳层还可以隔绝或减弱荧光分子和金属针尖之间的非辐射能量转移,从而将荧光增强因子大幅提升至1.7×103。利用壳层隔绝针尖,首次在单张针尖增强光谱图中同时获得了分子的荧光和拉曼信号,同时反映出分子的电子信息及化学结构信息,且通过改变壳层厚度,可实现针尖增强拉曼信号和荧光信号比例的可控调节。

       另一方面,传统的针尖(如裸银针尖)稳定性差、难以保存,在溶液体系中易吸附杂质分子而产生干扰信息,显著地限制了其在针尖增强拉曼光谱中的应用。而壳层隔绝针尖上极薄惰性的壳层能有效避免杂质分子的干扰,极大地拓展了针尖增强拉曼光谱在溶液体系中的应用。该工作拓展了针尖增强光谱技术在电化学和生命科学等复杂体系中的应用,并为高空间分辨的表面分析研究提供了一种新的思路。

                   

       该工作是在李剑锋教授、任斌教授和Renato Zenobi教授指导下合作完成的。研究工作得到了国家自然科学基金优秀青年科学基金和青年千人计划等资助。

       论文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1002/anie.201802892