单颗粒金属纳米结构的高通量宽场成像光谱表征技术研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21303152
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    26.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0204.胶体与界面化学
  • 结题年份:
    2016
  • 批准年份:
    2013
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2014-01-01 至2016-12-31

项目摘要

Single-particle localized surface plasmon resonance (SP-LSPR) scattering spectral characterization is an important analytical technology for studying physical and chemical properties of metallic nanostructures at their surfaces/interfaces and SP-LSPR biochemical sensing realization. However, present dominant method of using dark-field microscopy and imaging spectrograph in conjunction is a type of serial characterization method, which has very limited power in acquiring spatial and spectral information and very low detection throughput. On the basis of previous research, the project plans to adopt the principle of imaging Fourier transform spectroscopy and combines it with dark-field microscopic illumination to develop a wide-field imaging spectroscopy technology for improving the afoementioned defficiencies of traditional characterization method. Through the study of instrumentation setup and performance testing, a dark-field imaging Fourier spectrometer prototype that can obtain spectrum at every pixle from a wide filed is expected to set up. Through the application experiment research, the feasibility of applying this prototye for SP-LSPR scattering spectral characterization is to be explored and demonstrated. Finally, the methodology that based on this high-resolution dark-field imaging Fourier spectroscopy for high-throughput metallic nanostructures' SP-LSPR scattering spectral characrterization is expected to establish.This study may not only provide a new physical and chemical characterization technology at single-particle surface/interface for the basic research of nanoscience, it is also of significant value for the realization of high-tech applications such as biosensing, drug screening and environmental monitoring that based on spectral analysis of single micro-/nano-structures.
单颗粒局域表面等离子体共振(SP-LSPR)散射谱表征是研究金属纳米结构表面/界面物理化学性质和实现SP-LSPR生化传感的重要分析技术。然而目前主流的暗场显微摄谱法是一种串行表征方法,其空间和光谱信息同时获取能力及检测通量均十分有限。本课题在前期工作的基础上,拟采用成像傅里叶变换光谱技术原理,结合暗场显微照明,发展一种宽场成像光谱测量技术,以提升传统表征方法的不足。通过仪器研制和测试,实现一部可同时测得宽视场中每一像素处光谱的暗场成像傅里叶光谱仪原型机;通过应用实验研究,探索和展示该原型机应用于高通量SP-LSPR散射谱表征的可行性;最终建立基于暗场成像傅里叶光谱技术的高通量金属纳米结构SP-LSPR散射谱表征方法。本课题的实施可为纳米科学的基础研究提供一种新型的单颗粒表面/界面物理化学表征技术,对基于单个微纳结构光谱分析的生物传感、药物筛选以及环境监测等高技术应用实现亦具有重要的价值。

结项摘要

单颗粒局域表面等离子体共振(SP-LSPR)散射谱的光学表征是研究金属纳米结构表面/界面物理化学性质和实现SP-LSPR生化传感的重要分析技术。然而目前主流的暗场显微摄谱法是一种串行表征方法,其空间和光谱信息同时获取能力及检测通量均十分有限。本项目采用成像傅里叶变换光谱技术原理,结合暗场显微照明,发展了一种宽场成像光谱测量技术,可以在一次测量中获取宽视场里每一个像素处的光谱;通过对光谱表征时空间复用率的提升增加光谱表征的通量,从而大幅改善传统表征方法的不足。通过仪器研制和测试,成功搭建了一套暗场成像光谱仪原型机系统。该原型机的工作光谱范围覆盖400-1000纳米、最高光谱分辨率优于0.5纳米、最大成像大小550万像素、最高空间分辨率可优于0.5微米。原型机系统还具有图形化的仪器控制和数据处理软件,可以良好的自动化程度进行仪器控制、数据采集和数据处理。通过对金属纳米颗粒以及光子晶体微球等多种微纳颗粒材料的表证演示实验,初步研究了适合该方法测量的微纳颗粒材料种类、大小和制样方法;探索了满足SP-LSPR散射谱测量中光谱、时空和灵敏度性能之间制衡关系最优化条件下的原型机仪器工作参数,展示了该方法应用于高通量SP-LSPR散射谱表征的可行性和优势;最终建立了基于暗场成像傅里叶光谱技术的高通量金属纳米结构SP-LSPR散射谱表征方法。本课题的实施可为纳米科学的基础研究提供一种新型的单颗粒表面/界面物理化学表征技术,对基于单个微纳结构光谱分析的生物传感、药物筛选以及环境监测等高技术应用实现亦具有重要的价值。

项目成果

期刊论文数量(2)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(1)
专利数量(0)
GPU accelerated parallel FFT processing for Fourier transform hyperspectral imaging
用于傅里叶变换高光谱成像的 GPU 加速并行 FFT 处理
  • DOI:
    10.1364/ao.54.000d91
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    Applied Optics
  • 影响因子:
    1.9
  • 作者:
    Jianping Li;Yi Xiao
  • 通讯作者:
    Yi Xiao
Metal enhanced fluorescence improved protein and DNA detection by zigzag Ag nanorod arrays
金属增强荧光改善了锯齿形银纳米棒阵列的蛋白质和 DNA 检测
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Biosensors and Bioelectronics
  • 影响因子:
    12.6
  • 作者:
    Chenyu Xiao;Wai-Fung Lau;Jianping Li;Junxue Fu
  • 通讯作者:
    Junxue Fu

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其他文献

河北省驼梁自然保护区发现远东树莺
  • DOI:
    10.13763/j.cnki.jhebnu.nse.2017.04.012
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    河北师范大学学报(自然科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    孙砚峰;李剑平;任智鹏;寇冠群;吴跃峰;李东明
  • 通讯作者:
    李东明
维吾尔族和汉族阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征患者呼吸中枢低氧反应性损害
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    中华结核和呼吸杂志
  • 影响因子:
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  • 作者:
    何忠明;郭 红;蒋雪龙;李剑平;张庆龙;杨燕鹏;董霄松;达.霹雳情;石娟;李敏;史明春;韩芳
  • 通讯作者:
    韩芳
不同海拔地区OSAHS患者呼吸紊乱情况 初步探讨
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    国际呼吸杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    何忠明;郭红;吕云辉韩;李剑平;蒋雪龙;雷清生;史明春;石娟;李敏;雷清生
  • 通讯作者:
    雷清生
Short-term Effect of Combined Therapy with Jinlong Capsule(金龙胶囊)and Transcatheter Arterial Chemoembolization on Patients with Primary Hepatic Carcinoma and Its Influence on Serum Osteopontin Expression
  • DOI:
    10.1016/j.clineuro.2012.08.030
  • 发表时间:
    2024-09-13
  • 期刊:
    Clinical Neurology and Neurosurgery
  • 影响因子:
    1.9
  • 作者:
    吴国琳;张力;李天一;陈玖;余国友;李剑平
  • 通讯作者:
    李剑平
睡眠呼吸暂停患者低氧通气反应敏感性 及白天二氧化碳潴留机制
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    国际呼吸杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张庆龙;何忠明;郭红;李剑平;韩芳
  • 通讯作者:
    韩芳

其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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