銀ナノ微粒子凝集体と色素分子会合体の光-分子結合相互作用による特異な光応答

由于银纳米粒子聚集体和染料分子缔合之间的光分子键合相互作用而产生独特的光响应

• 批准号: 20043032
• 负责人: 尾崎 幸洋
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Kwansei Gakuin University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20043032/
• 关键词: 表面増強ラマン散乱(SERS); 局在表面プラズモン共鳴(LSPR); 色素分子会合体; 銀ナノ微粒子凝集体; 偏光依存性; チアシアニン; チアカルボシアニン; 単一会合体測定

チアシアニンJ会合体を吸着させた銀ナノ微粒子凝集体を水中に置いて表面増強共鳴ラマン散乱(SERRS)を観測した場合、J会合体の通常ラマンスペクトルと同一にピークが出現する背景発光を伴ったスペクトルから、背景発光を伴わずピーク位置が時間揺動するスペクトルに変化した。これはJ会合体が溶解して単量体・二量体になったためと考えられる。このように、会合体と単量体・二量体でSERRSが大きく異なるという現象を見いだすことができた。JあるいはH会合体を生成するエチルおよびメチルチアカルボシアニン分子を吸着させた銀ナノ微粒子凝集体を塩水中に置いて表面増強ラマン散乱(SERS)を観測した場合、1600〜1000cm^<-1>でのピーク出現位置はほとんど同じであったが、エチルチアカルボシアニンからのSERSは長時間経過後も観測されるのに対して、メチルチアカルボシアニンからのSERSは短時間で消滅するという違いが見られた。これは、J会合体が分子平面全体で安定的に銀表面に吸着し長くSERSを示すのに対して、H会合体は分子の縁のみで吸着しているので不安定で脱離しやすくSERSが急速に減衰するためと考えられる。メチルチアカルボシアニンが吸着した単一銀ナノ微粒子凝集体からのSERSの減衰速度が離散的な値を示したが、これは単一会合体の配向の違いによると考えられる。すなわち、銀表面に対して水平に配向したH会合体、垂直に配向したH会合体、そして銀表面に対して水平に配向したJ会合体が、それぞれ異なる減衰速度のSERSに相当しているのであろう。このように、SERSの減衰速度からJあるいはH会合体の配向方向を推測できると言える。さらに推定した配向方向によるプラズモン・SERS偏光依存性の違いをも測定可能とするものである。

将吸附有硫氰苷J聚集体的银纳米粒子聚集体放入水中，观察表面增强共振拉曼散射(SERRS)，结果观察到与J聚集体的正常拉曼光谱相同的峰的背景发光。峰位置随时间波动，没有背景发射。这被认为是由于 J-聚集体溶解成单体/二聚体。通过这种方式，我们能够发现聚集体和单体/二聚体之间的SERRS显着不同的现象。将吸附有形成J或H聚集体的乙基和甲基硫代羰花青分子的银纳米颗粒聚集体置于盐水中观察表面增强拉曼散射(SERS)时，距离为1600至1000cm^<-1>，峰出现位置几乎与相同，但不同之处在于，来自乙基硫代碳花青的SERS即使在很长一段时间后也被观察到，而来自甲基硫代碳花青的SERS在短时间内就消失了。这是因为J聚集体在整个分子平面上稳定地吸附到银表面并表现出长SERS，而H聚集体仅吸附在分子的边缘，使得它们不稳定且容易解吸，从而导致SERS。是由于快速衰减造成的。吸附有甲基硫代羰花青的单个银纳米粒子聚集体的SERS衰减率显示出离散值，这被认为是由于单个聚集体的取向差异造成的。换句话说，与银表面水平取向的H-聚集体、与银表面垂直取向的H-聚集体和与银表面水平取向的J-聚集体各自可能对应于具有不同衰减率的SERS。这样，可以说J或H聚集体的取向方向可以从SERS衰减率推断出来。此外，可以根据估计的取向方向测量等离激元/SERS偏振依赖性的差异。

项目成果

Time-resolved Surface-enhanced Resonance Raman Scattering Spectra of Thiacyanine Molecules in Water

• DOI: 10.1246/cl.2009.54
• 发表时间: 2009-01
• 期刊: Chemistry Letters
• 影响因子: 1.6
• 作者: Y. Kitahama;Yuhei Tanaka;T. Itoh;Y. Ozaki

SPR and SERS characteristics of gold nanoaggregates with different morphologies

• DOI: 10.1007/s00340-008-3193-1
• 发表时间: 2008-10-01
• 期刊: APPLIED PHYSICS B-LASERS AND OPTICS
• 影响因子: 2.1
• 作者: Hossain, M. K.;Kitahama, Y.;Ozaki, Y.
• 通讯作者: Ozaki, Y.

Fluorescein isothiocyanate linked immunoabsorbent assay based on surface-enhanced resonance Raman scattering

基于表面增强共振拉曼散射的异硫氰酸荧光素联免疫吸附测定

• DOI: 10.1021/ac702497t
• 发表时间: 2008-04-15
• 期刊: ANALYTICAL CHEMISTRY
• 影响因子: 7.4
• 作者: Han, Xiao X.;Cai, Lin J.;Ozaki, Yukihiro
• 通讯作者: Ozaki, Yukihiro

Simple and effective protocola for protein binding detections via surface-enhanced resonance Raman scattering

通过表面增强共振拉曼散射进行蛋白质结合检测的简单有效的方案

• 发表时间: 2008
• 作者: 坂野豪;長村利彦;小澤雅昭;安井辛;Kohei Uematsu;Takamasa Sagara;Takamasa Sagara;相樂隆正;Yasutaka Kitahama;Xiaoxia Han;Mohammad Kamal Hossain;Akifumi Ikehata;Xiaoxia Han;Xiaoxia Han;E. Podstawka;北濱康孝;Xiaoxia Han
• 通讯作者: Xiaoxia Han

Sensitive Detection and Identification of Organic Liquids Using the Second Derivative of Surface Plasmon Resonance Near-Infrared Spectra

利用表面等离子共振近红外光谱二阶导数灵敏检测和识别有机液体

• 发表时间: 2008
• 期刊: Applied Spectroscopy 62
• 作者: 坂野豪;長村利彦;小澤雅昭;安井辛;Kohei Uematsu;Takamasa Sagara;Takamasa Sagara;相樂隆正;Yasutaka Kitahama;Xiaoxia Han;Mohammad Kamal Hossain;Akifumi Ikehata
• 通讯作者: Akifumi Ikehata