基于表面等离子体耦合定向发射的纳米光学传感新方法研究

Surface Plasmon Coupled Direcional Emission （SPCDE）is a special phenomena with the radiation distributed to a defined direction in p polarization, which is caused by the near-field interaction between the metallic nano-film and excited molecules. This project is devoted to developing the novel nano-optical sensing analytical methods based on SPCDE, which occurs at the interface probing the localized metal-molecule interactions. We will investigate the nano-optical properties of SPCDE systematically and explore the approaches which can be used to control the metal-molecule interactions in order to improve the SPCDE performance and applicability for sensing . We will make highly sensitive sensing designing based on the character of enhanced directional emission, and develop SPCDE distance-susceptive comformational change based sensing platform. The nano-sensing materials such as dye-doped nanoparticles and smart polymer brush layers will be introduced to synergisticly improve the sensing ability of SPCDE. The execution of this project will make a contribution to the course that advance SPCDE from the special nano-optical phenomena upto an important sensing analytical technique,and facilitate the development of luminescence analysis discipline.

纳米金属薄膜与其表面近场范围内的发光分子相互作用，产生表面等离子体耦合定向发射（SPCDE），其辐射信号表现出独特的发射角度定向性和P偏振性。本项目将利用等离子体-发光分子作用过程发生在界面近场范围内的特点，基于SPCDE, 开发新的界面纳米光学传感分析方法。通过系统考察SPCDE的纳米光学特性，寻找调控表面等离子体-发光分子相互作用的新途径，提高定向增强荧光作为传感分析的优势性能和适用性；利用定向增强荧光性质，发展荧光增强传感，提高传感分析的灵敏度；利用近场表面等离子体耦合距离敏感效应，设计检测物刺激下距离变化的构型诱导信号变化的传感模式。并进一步引入包裹染料纳米颗粒、智能聚合物刷纳米层等合适的纳米传感材料，协同提高SPCDE的传感性能。本项目的开展将为SPCDE由特殊纳米光学现象发展成为重要的传感分析方法和技术手段做出积极的贡献，同时也将促进发光分析学科自身的发展。

纳米金属薄膜与其表面近场范围内的发光分子相互作用，产生表面等离子体耦合定向发射（简称SPCDE或SPCE），其辐射信号表现出独特的发射角度定向性和P偏振性。本项目利用等离子体-发光分子作用过程发生在界面近场范围内的特点，基于SPCE, 开发新的界面纳米光学传感分析方法。我们研究考察了SPCE的纳米光学特性，寻找出纳米材料、磁场等调控表面等离子体-发光分子相互作用的新途径，提高了定向增强荧光作为传感分析的优势性能和适用性；利用定向增强荧光性质，发展荧光增强传感，提高传感分析的灵敏度；利用近场表面等离子体耦合距离敏感效应，设计了检测物刺激下距离变化的构型诱导信号变化的传感模式；引入包裹染料纳米颗粒实现“全耦合”，协同提高SPCE的传感性能；利用SPCE监测聚合物刷电聚合生长。另外，还将方法拓展于表面等离子体耦合定向拉曼分析。本项目的开展为SPCE由特殊纳米光学现象发展成为重要的传感分析方法和技术手段做出积极的贡献，同时也促进发光分析学科自身的发展，SPCE可望为生命科学、医学诊断、食品安全检测等领域提供强有力分析工具。