金纳米颗粒在全血环境中近场增强特性

李俊平，陈娜，刘书朋，陈振宜，庞拂飞，王廷云

(上海大学特种光纤与光接入网省部共建重点实验室，特种光纤与先进通信国际合作联合实验室，上海先进通信与数据科学研究院，上海 200444)

1 引言

当贵金属纳米颗粒(Nanoparticles，NPs)与光相互作用时，如果入射光子频率与贵金属颗粒传导电子的整体振动频率相匹配，纳米颗粒对光子能量产生很强的吸收作用, 这种现象称为局域表面等离子共振(Localized surface plasmon resonance ，LSPR)[1]。贵金属NPs在表面能量发生耦合产生局域电场增强，局域场的产生能够增强介质的线性或非线性响应。贵金属NPs被广泛应用于光子学[2]，化学[3]，太阳能电池[4]，生命科学[5]和生物分析等领域[6]。在生物检测领域，贵金属NPs产生的强局域场可以提高生物分子检测的灵敏度。这种检测灵敏性虽然高，但是依然无法实现在低浓度血药检测和血液中癌症标志物检测上的临床应用。为了提高检测的灵敏性，全面了解贵金属纳米材料在血液环境中的局部电场增强特性以及最大化提高检测灵敏性是非常有必要。

已有研究表明，贵金属NPs的LSPR特性取决于它们的成分，几何参数，空间有序性和周围环境[7]。纳米颗粒所处的周围环境对其共振波长和局域电场增强有所影响，当颗粒所处的环境从水溶液(折射率为1.33)到乙醇溶液(折射率为1.36)时，共振峰发生红移。从水溶液到空气介质(折射率为1.0)时发生蓝移[8]。周围环境不变的情况下，随着金纳米颗粒(Gold nanoparticles，AuNPs)半径的增大，共振峰发生红移。当AuNPs半径为75 nm时，相应的近场强度达到最大值[9]。……