手性等离子体纳米粒子的集体圆二色性

分子粘度是指分子的镜像对称性破缺的几何性质。 表征分子手性并了解其在物理化学情况下的作用在生物学、化学和药理学等广泛的研究范围内一直很重要。

一般来说，分子 透明感 可以使用分析 圆二色性 光谱学 (CD)，测量左右圆偏振光（LCP 和 RCP）的吸收差异。 然而，由于光（几百纳米）和粒子（几纳米）的尺度不匹配，相互作用产生的信号或变化非常低。

虽然分子 CD 可以通过局部放大 表面等离子体共振 (LSPR)，它将电磁场限制在分子尺度，但在非常低的浓度下，分子对称性仍然难以检测。

首尔国立大学和高丽大学的一个研究小组在规则组装的累积等离子体纳米粒子中使用了一种新的 CD 模式，用于分子耦合的高精度原位量化。 该研究已发表在期刊上 自然.

新的等离子体纳米粒子 (180 nm)，包含四、三和三折。 旋转对称 在没有任何镜像对称性的情况下，它们使用六边形图案聚合物模板以 400 nm 的周期排列。 在 CPL 的指定入射角和波长下，除了来自单个纳米粒子的 LSPR 的 CD 响应之外，还可以生成强烈的 CD 响应。

尽管先前已经在非手性纳米粒子系综中证明了单个纳米粒子 LSPR 的额外等离子体共振，但没有 CD 响应。 因此，与手性分子的共轭不能发生在表面上方，并且与手性分子和 LSPR 的耦合只能预期轻微的信号增强。

研究小组发现强 CD（即集体 CD）的物理起源是在整个堆栈中每个纳米粒子上引起的电偶极子的集体共振和自旋。 CPL及其联赛排名 纳米粒子 在每个纳米粒子（即有效电偶极子）中诱导一波自由电子，这些粒子沿着表面共同相互作用。 在这里，光的圆偏振确保每个偶极子沿相同方向旋转。

他们还发现偶极子的集体旋转会产生单体和单体 电磁场 贯穿整个集团。 结果，分子与该域之间的手性相互作用得到极大增强，从而根据分子手（即左右分子的相反光谱偏移）改变 CD 的不同响应。

目前的研究表明手性 粒子 影响 CD 响应并实现卓越的现场灵敏度（检测限：10^-4 m) 分子手性检测。 将阵列集成到概念验证设备中，例如偏振分辨比色传感器和流体芯片，证明了本研究中提出的基本原理的多功能性，用于选择性地选择性监测 DNA/RNA 杂交和蛋白质的结构变化在非常低的浓度。 通过将二维膜嵌入基质并观察其结构和折叠的下降变化，展示了这种传感原理在膜蛋白筛选中的适用性。