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求助，关于LSPR和 LSP 对荧光增强之间的关系 已有1人参与
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本人新人一枚，之前没有接触过金属表面增强这方面的实验，课题组里没有人做这方面的内容。。。这是背景。。。。老板给了一个课题是关于金岛膜增强荧光的。看了一些文献，也对它的增强机理有了一些了解，但是把这些内容串在一起时发现好多东西都乱了。 1.关于荧光增强，我的理解是这样的，我采用的是金岛膜，粒径在100-200nm之间，形状不规则。基于金岛膜的等离子体共振应该是LSPR。这个理解对吗？ 2.激发LSPR需要波矢匹配，所以应该是某个特定的频率才能引起LSPR，这在吸收光谱中体现在吸收峰上。 3.形成表面等离激元是形成表明等离子体共振的基础，对吗？只要有电磁波照射到金岛表面上，就会有表面等离激元形成，而当入射电磁波波矢与电子振荡波矢相等时，就会形成LSPR。这样理解对吗？ 4.由于亚波长尺寸的金岛空间不确定性小，导致波矢不确定性大，可以认为其表面有很多种波矢，能与不同波长的电磁波匹配，不同波长的电磁波都能引起同一个金岛的LSPR，这样理解对吗？那么为什么还有吸收峰呢？ 5.只要形成了表面等离激元就能与荧光基团作用，增强荧光，只不过当达到LSPR时，局域场增强等作用最大，此时荧光增强的效果最好？ 6.假如我想增强的荧光分子的最佳激发波长在300，而金岛的吸收曲线在600nm出现吸收峰，那么我用300激发荧光分子是否有增强作用？参考之前双层银岛膜增强DNA荧光的模型，银岛膜的吸收峰在400nm左右，而实验用了283nm激发DNA，也有增强，这里面283nm激发波长使银岛产生LSPR了吗？还是仅仅是SP。 6局域场增强引起荧光增强的理论我看文献中说是要产生表明等离子体共振才行，而辐射衰减工程理论似乎不需要达到共振，只提到了能量转移。那么是否可以这么理解：局域场增强效应是要求共振的，适合量子产率高的荧光分子，而辐射衰减工程可以通过改变量子产率来增强荧光，不需要共振，特别适合量子产率低的分子。 |
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 SPR表面等离子体共振 |
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http://muchong.com/bbs/viewthread.php?tid=4888385&authorid=1509115 这个帖子里面有一个解释，看了之后还是有不理解的地方： 金属原子核对其最外层电子的吸引力较弱，从而金属内部存在大量的自由电子。自由电子带负电，离域在各个带正电的原子核之间，为整个体系所共有。在金属内部正、负电荷电量相等，对外不显电性，处于平衡状态体系中，通常把这种体系称为金属中的等离子体。在某种外部干扰（如光、高能电子束等）的作用下，金属结构内部自由移动的电子会相对原来的平衡位置产生位移，产生正负电荷的分离，此时，电子会受到正电荷中心的库仑力作用，使它们返回到原来的平衡位置，由此产生的回复力使得自由电子在正负电荷中心位置发生往复振荡，这种现象就称为等离子体振荡（Plasmon Oscilation）。//等离子体振荡和等离子体激元有什么区别？ 外部干扰（例如光）引起金属表面等离子体振荡，当二者满足能量匹配和动量匹配的条件时，产生金属表面等离子体共振（SPR）现象，激发金属表面等离子体激元（SPP）。金属表面等离子体激元实际上是在金属表面存在的自由振动的电子与外部干扰（例如光）相互作用产生的沿着金属表面传播的电子疏密波，常也简称为金属表面等离子体。金属表面等离子体激元存在两种形式：一种是在连续的金属膜表面传播，称为传导型表面等离子体（PSP）；一种是限域在纳米粒子表面，称为局域表面等离子体（LSP）。//是否说明先有LSPR，再有LSP的？ 激发PSP和LSP的能量匹配条件很容易满足，只要外部干扰（例如光）的频率与金属表面自由电子振动的频率一致即可，而二者满足动量匹配条件的难易程度不同。动量匹配也即波矢的匹配，对PSP来说，表面等离激元的色散曲线在自然光的右侧 ，在相同频率的情况下，其波矢量比光波矢量要大，所以一般可见光是无法激发的，而为了激励PSP，需要引入一些特殊的结构达到波矢匹配，常用的有棱镜耦合、波导结构、衍射光栅结构等等；对于金属纳米颗粒，表面等离子体激元将被局域在金属纳米颗粒的边界附近形成LSP，空间局域化后，由于不确定原理得知，波矢匹配的条件很容易满足（空间不确定度很小，波矢不确定度很大，表面等离子体的色散关系曲线近似于平行x轴的直线），局域化的表面等离子体振荡因而可以很容易被远场辐射过来的光波激发。局域表面等离子体共振是贵金属纳米粒子的重要光学特征，使得贵金属纳米粒子能在可见光区表现出体相材料中所观察不到的强吸收带。//LSPR的激发很容易，不过还是要特定波长才行？ 产生局域表面等离子体共振时，会在纳米粒子附近产生很强的局域电磁场，正是这增强的电磁场产生极重要的增强应用，比如MEF、SERS。//辐射衰减工程不需要共振吧？ |
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very2
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1.关于荧光增强，我的理解是这样的，我采用的是金岛膜，粒径在100-200nm之间，形状不规则。基于金岛膜的等离子体共振应该是LSPR。这个理解对吗？ 对 2.激发LSPR需要波矢匹配，所以应该是某个特定的频率才能引起LSPR，这在吸收光谱中体现在吸收峰上。 是 3.形成表面等离激元是形成表明等离子体共振的基础，对吗？只要有电磁波照射到金岛表面上，就会有表面等离激元形成，而当入射电磁波波矢与电子振荡波矢相等时，就会形成LSPR。这样理解对吗？ 不是‘只要有电磁波照射到金岛表面上，就会有表面等离激元形成’，必须要满足等离激元的激发条件（波矢匹配）。等离激元又分为局域表面等离激元LSP和传导的等离激元Propagating Surface Plasmon Polaritons。 4.由于亚波长尺寸的金岛空间不确定性小，导致波矢不确定性大，可以认为其表面有很多种波矢，能与不同波长的电磁波匹配，不同波长的电磁波都能引起同一个金岛的LSPR，这样理解对吗？那么为什么还有吸收峰呢？ 金岛尺寸形貌都不是均匀的，所以对应的匹配电磁波应该范围较大。在共振波长会有明显的吸收峰出现。“金岛在各波长有相同的共振”这种概率几乎没有，所以会有吸收峰出现。 5.只要形成了表面等离激元就能与荧光基团作用，增强荧光，只不过当达到LSPR时，局域场增强等作用最大，此时荧光增强的效果最好？ 是 6.假如我想增强的荧光分子的最佳激发波长在300，而金岛的吸收曲线在600nm出现吸收峰，那么我用300激发荧光分子是否有增强作用？参考之前双层银岛膜增强DNA荧光的模型，银岛膜的吸收峰在400nm左右，而实验用了283nm激发DNA，也有增强，这里面283nm激发波长使银岛产生LSPR了吗？还是仅仅是SP。 除非共振吸收峰very narrow，不然一般差得不太多都会有响应的，只是在共振波段应该最强些。 7.局域场增强引起荧光增强的理论我看文献中说是要产生表明等离子体共振才行，而辐射衰减工程理论似乎不需要达到共振，只提到了能量转移。那么是否可以这么理解：局域场增强效应是要求共振的，适合量子产率高的荧光分子，而辐射衰减工程可以通过改变量子产率来增强荧光，不需要共振，特别适合量子产率低的分子。 这个关于荧光分子的就不懂啦 有说的不对的，欢迎交流讨论。 |
8楼2017-03-02 23:35:32
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