近场荧光相关光谱单分子探测方法的研究

单分子技术方法在当代生命科学研究中的重要性毋庸置疑，它是多学科交叉的前沿领域，该研究热点方兴未艾，还有许多有待探索和解决的问题。本项目将基于荧光相关光谱这一较为成熟的单分子方法，依循生命科学研究的需求，把它与近场光学、纳米光学和金属等离激元的研究相结合，以探索新型单分子探测技术方法。我们将利用光学近场的电磁场特异性，以便突破光学衍射极限以及调制荧光分子的光辐射行为等。主要研究把金属微纳米结构的光学天线与光学全内反射相结合，以及直接利用近场光纤探针这两种光学近场方式。最终建立光学近场与荧光相关光谱相结合的单分子探测方法，使有效探测体积缩小2-3个量级，同时信噪比有较大改善，并实现高浓度下的单分子探测分析。所研发的新方法将更加适应于生物单分子探测研究的需求，也将为荧光分子与金属纳米结构相互作用等基本现象的研究提供强有力的支持。

单分子探测技术方法在生命科学和基础光物理的研究中很重要，是多学科交叉的前沿热点领域，还有许多有待探索和解决的问题。本项目基于荧光相关光谱这一较为成熟的单分子荧光探测方法，并与近场光学、纳米光学和金属表面等离激元特征相结合，探索新型单分子探测方法以满足生命科学研究的需求。我们利用微纳结构光学近场的电磁场特异性，以突破光学衍射极限以及调制荧光分子的光辐射行为。主要研究金纳米颗粒和纳米棒的光学天线与光学全内反射相结合，以及利用金属微纳米尺度的小孔型天线这两种光学近场方式。最终实现了光学近场与荧光相关光谱相结合的单分子探测方法，使有效探测体积缩小2-3个量级，同时信噪比有较大改善，并且实现高浓度下的单分子探测和分析。所研发的新方法将更加适应于生物单分子探测研究的需求，也将为观测研究荧光分子与金属纳米结构相互作用的基本现象提供强有力的技术支持。