基本介紹
- 中文名：等離激元納米結構輔助雷射解吸附與電離的研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：張偉華
- 依託單位：南京大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
當固體被強雷射脈衝激發時，吸附在表面上分子可被解吸附並離子化，這一過程被稱為雷射解吸/電離，或Laser Desorption Ionization (LDI)。它在質譜分析領域中是最重要一種離子化技術，被廣泛套用於蛋白組學和藥物研發中。LDI質譜的核心是樣品基質，它決定了質譜性能。基質通常由幾種特殊有機小分子構成，能有效輔助解吸/電離過程。但這些有機小分子也帶來了高背景噪音缺點，極大限制了LDI質譜套用。本項目將研發新型無機納米結構來取代傳統基質，解決背景噪音問題，並提高離子化效率。新型納米結構基質將利用等離激元振盪實現高效激發光吸收與加熱,從而有效解吸/電離待測分子。將設計、加工不同結構，系統研究納米結構輔助LDI過程；開發高效、零背景LDI質譜技術。此項研究不僅能加深對納米尺度內光和物質相互作用的理解，還將對相關材料、化學、生物領域產生推動作用。
結題摘要
本項目研究主要集中在等離激元納米結構襯底的調控與其在基底輔助雷射解吸/電離中的套用。項目執行期間，基本按申請書中所列研究內容開展,並且根據國內外研究發展狀況以及項目中新發現進行了多個拓展性研究。（1）通過對等離激元納米結構基底光吸收與熱學性質的調控，增強了其光致升溫效應，實現了有機分子雷射解吸/電離效率＞30倍提高，並有效解決了困擾傳統基質輔助雷射解吸/電離技術低質荷比區背景噪音問題。（2）理論上給出了構建超薄寬頻光吸收器所需材料的性質，並利用等效介質理論，給出了該種材料製備方案，為設計高效能等離激元基底提供了理論基礎；（3）利用牛頓環實驗演示了等離激元納米薄膜間近場等候干涉效應，為實現連續可調等離激元納米光學腔提供了便捷方案，並將基於等候干涉距離測量技術精度提高到3皮米；（4）在伯格曼（Bergman）表象下，利用微擾理論給出了等離激元納米感測器一般規律，指出當前廣泛使用基於無損介質共振腔感測理論對強色散介質並不適用，該工作被選為ACS Editor’s Choice。項目執行期間，在Adv. Mater.，Light Sci. & Appl.，Chem.Rev.，ACS Photonics，Optics Express等SCI期刊上發表與項目相關論文9篇，申請專利3項。此外還有一篇文章已被Phys. Chem. Chem. Phys.接收並線上發表。
