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《Advanced Functional Materials》刊发我院手性分子检测的研究成果

阅读次数:日期:2024-10-28

近日,我校物理科学与技术学院肖发俊教授、赵建林教授团队联合香港城市大学雷党愿教授、北京大学刘开辉教授在纳米科技领域顶级期刊《Advanced Functional Materials》发表了题为“On-Demand Fabrication and Manipulation of Single Plasmonic Trimers for Ultrasensitive Enantiomer Detection”的研究论文。物理科学与技术学院博士研究生王其发为论文第一作者,肖发俊教授、赵建林教授为论文通讯作者,西北工业大学物理科学与技术学院为论文第一署名单位。

手性分子对映体的鉴别在生命科学和生物技术领域至关重要,因为对映体具有相反手性,可能展现出不同的化学、生物和药理特性。然而,传统的手性分子检测技术灵敏度较低,难以识别极低浓度的手性分子。基于等离激元纳米结构的超手性近场可以增强手性分子对映体的检测能力,因此构建具有大的超手性场和可调光学手性的等离激元纳米结构成为实现高性能手性传感的关键挑战。当前,纳米光刻和化学自组装技术是两种典型的纳米结构制备方法,但它们构建的结构缺乏原位可调性,且制备过程复杂。此外,光镊技术已被证明能够实现可重构的纳米结构,但该方法中使用的高功率激光会导致金属纳米结构过度加热,可能破坏纳米结构和手性分析物。

鉴于此,我院研究人员提出了一种基于光谱辅助的纳米操纵技术,成功实现了对单个等离激元纳米球三聚体的精确组装和操纵(图1a)。该技术不仅实现了对三聚体结构的实时、原位控制,还能通过调整三聚体的张角来调节其手性光学响应。通过优化三聚体的张角,实现了193倍的光学手性增强,并且在手性分子传感中得到了高达12纳米的光谱不对称因子。该研究为构建灵活可调的等离激元纳米结构提供了新的途径,为实现单分子水平的手性检测和不对称光催化提供了新的策略。

图1. (a)光谱辅助金纳米球三聚体的可控组装 (b) 三聚体增强分子对映体的手性传感

论文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202412985

(撰稿:毛东;审核:晁小荣)