展开光学参数-优化等离子体增强光谱的新方法

时间:2020-04-01 18:53 来源:seo 作者:杏鑫 点击量:

展开光学参数-优化等离子体增强光谱的新方法

等离子体增强光谱学使科学家能够达到单分子灵敏度和横向分辨率,甚至亚分子分辨率。然而,它成为一个用户友好的分析工具的主要挑战是,科学家缺乏对与该技术相关的大多数实验参数的理解。来自德国耶拿的两名研究人员现在提出了一种方法,在实验中解开等离子体的性质,从而提供了一个可靠的方法来研究和直接优化实验条件。

为了探索远远超出光学分辨率极限的纳米尺度,探针增强拉曼光谱(TERS)被广泛认为是一种重要的新兴技术。利用这种无标记的光谱方法,科学家们可以洞察纳米尺度的表面的结构和化学成分,这是其他方法所不能达到的。这种纳米级分辨率的光谱分析在结构研究中起着至关重要的作用:新材料(如钻石层、二维材料等)、蛋白质聚集体、II型糖尿病或阿尔茨海默病等疾病的诱因,甚至催化反应。然而,科学家对实际探测器的关键参数缺乏理解,仍然限制了TERS作为用户友好的分析工具的潜力。到目前为止,科学家们还不能解开最基本的相关实验参数,如针尖表面等离子体共振、近场温升引起的加热以及与空间分辨率的关系。

在《光:科学与应用》的一篇新论文中,来自德国耶拿的一个研究小组提出了第一个可获得的方法,在典型的TERS实验中获得了对单个纳米颗粒的等离子体活性的前所未有的了解。耶拿莱布尼茨光子技术研究所的Volker Deckert教授和耶拿弗里德里希·席勒大学的Marie Richard-Lacroix博士提出了一种简单而纯粹的实验方法来评估直接作用于TERS信号的分子所经历的等离子体共振和近场温度。利用标准的泰斯实验设备,科学家们通过同时探测斯托克斯和反斯托克斯光谱强度来评估详细的近场光学响应,无论是在分子水平上还是作为时间的函数。这使得他们能够在测量过程中表征每个单独的TERS针尖的光学特性。

戴克特教授解释说:“所提出的方法可能是提高测试仪器在日常操作中的可用性的重要一步。”“从一个实验到下一个实验,分子被提交的实际条件现在可以被直接研究和优化,实时的,在样本规模上。”这一点在检测生物样本时尤其重要,比如不能耐受高温的蛋白质。

理查德-拉克鲁瓦博士说:“据我们所知,在典型的睾酮试验中,没有其他方法能提供如此丰富的等离子体活动信息。”

科学家们预测:“我们相信,这种方法将有助于提高理论模型的准确性,促进任何实验性等离子体研究,以及在纳米温度测量领域的特斯拉应用。”

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