基于表面等离子共振效应的自组装体系的分析方法

通过跨学科的交叉与联合，发展以等离子体耦合效应为基础，以自组装薄膜体系为主要检测对象的光学与光谱增强技术。探索高选择性、高灵敏度、多层次、多参数的集成与耦合检测分析方法。针对自组装体系结构、自组装过程、组装体功能表现等方面的特殊性, 本项目研究、设计和建立P-SPR-SERS、G-SPR-PAS-QCM和G-SPR-SERS-QCM三种适用于自组装研究的SPR耦合式光谱检测方法。期望通过对这几种基于耦合原理的新型方法有效运用不仅能提高检测的灵敏度和获得更丰富多元的信息，更重要的是可以促进多种信息关联性的研究，为揭示其协同效应和内在机制起到重要作用。

针对界面上自组装过程、组装体系结构、组装功能体现等方面的特殊性，致力于开拓以表面等离子共振效应为基础的高灵敏度、高选择性、多参数检测的相关分析方法与技术，并通过体系对等离基元共振效应的调控体现其功能特性。本项目发展了多种针对界面自组装薄膜体系的光谱研究方法，并构建了基于新原理和新结构的仪器装置。在具有独立自主的知识产权的变角度综合光谱研究平台上，进行了多种独特的增强方案设计；主要包括等离基元体纳米天线、波导增强拉曼散射、等离基元/波导耦合增强结构等新概念的增强模式结构。进行了生物分子自组装体系检测方面的研究。在超分子自组装体系结构与功能的研究方面，利用弱相互作用对表面等离子体的影响，通过SERS光谱的变化，研究超分子体系中的各种相互作用；以此为基础发展了基于超分子弱相互作用/响应的高灵敏分析检测方法，包括对氢键的分子传感、基于离子相互作用的pH检测，以及基于分子信号传感的重金属离子检测等。在自组装体系的调控与功能化方面，主要通过体系对等离子共振效应的调控实现对光发射的波长、角度及强度的调制；通过调控贵金属纳米粒子的形貌，研究其表面等离子体共振的性质；探讨了Au纳米粒子对Ag-TCNQF4的表面等离子体光催化特性；研究自组装的方法在光纤端面构筑SERS活性传感层，实现高灵敏度检测。.项目的研究内容和成果主要有以下几个方面：1.面向自组装过程与结构研究的表面等离子体共振增强方法；2.多级周期纳微有序结构的构筑及其等离基元耦合性质研究；3.基于表面等离子共振效应的生物识别检测方法；4.自组装体系的调控与功能化。