[發(fā)明專(zhuān)利]一種可見(jiàn)/近紅外光調(diào)控等離激元手性轉(zhuǎn)換納米結(jié)構(gòu)的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811535611.0
• 申請(qǐng)日: 2018-12-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111323856B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王榮瑤;趙文靜
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京理工大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G02B5/00
• 分類(lèi)號(hào): G02B5/00
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明涉及一種可見(jiàn)/近紅外光調(diào)控等離激元手性轉(zhuǎn)換納米結(jié)構(gòu)的制備方法，屬于納米光子材料應(yīng)用領(lǐng)域。本發(fā)明旨在提供一種基于納米等離激元組裝體光學(xué)響應(yīng)的手性光學(xué)轉(zhuǎn)換復(fù)合結(jié)構(gòu)。通過(guò)設(shè)計(jì)構(gòu)建金納米棒?連接分子?手性分子自組裝納米復(fù)合結(jié)構(gòu)，即分子介導(dǎo)的金納米棒手性二聚體，獲得在左旋或右旋圓偏振光驅(qū)動(dòng)的手性光學(xué)轉(zhuǎn)換效應(yīng)。與傳統(tǒng)的紫外光驅(qū)動(dòng)分子光學(xué)開(kāi)關(guān)不同，本發(fā)明利用在生物組織透射窗口(650?900nm)的圓偏振光實(shí)現(xiàn)手性光學(xué)轉(zhuǎn)換；在納米等離激元組裝體的共振/非共振激發(fā)模式下，可選擇性實(shí)現(xiàn)不同手性的轉(zhuǎn)換效果；該手性光學(xué)信號(hào)的轉(zhuǎn)換僅需毫瓦級(jí)的低功率激光能量輸入。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于納米光子材料應(yīng)用領(lǐng)域，利用可見(jiàn)/近紅外波段的左旋/右旋圓偏振光控制金納米棒自組裝結(jié)構(gòu)的等離激元手性光學(xué)活性。

技術(shù)背景

利用圓偏振光實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)的手性轉(zhuǎn)換在化學(xué)和生物學(xué)的研究中有著重要作用。現(xiàn)有的研究已成功地利用圓偏振光在分子/超分子層面上實(shí)現(xiàn)手性轉(zhuǎn)換。然而，絕大部分分子僅能響應(yīng)紫外區(qū)的入射光，而紫外光的照射會(huì)對(duì)活體細(xì)胞造成不可避免的損傷。因此，能夠在對(duì)生物體友好的近紅外窗口實(shí)現(xiàn)手性的轉(zhuǎn)換十分重要。

近年來(lái)，以金納米棒組裝體為代表的手性等離激元納米結(jié)構(gòu)由于其在手性信號(hào)放大，手性信號(hào)識(shí)別等領(lǐng)域展現(xiàn)出的良好應(yīng)用前景，備受關(guān)注。更重要的是，不同于光響應(yīng)分子/超分子材料，手性等離激元納米結(jié)構(gòu)可以在從可見(jiàn)光到近紅外光的寬光譜范圍內(nèi)，表現(xiàn)出超強(qiáng)的旋光活性。這些使手性等離激元納米結(jié)構(gòu)成為了可以在近紅外窗口實(shí)現(xiàn)手性操控的最佳材料。已有研究表明，利用圓偏振光可以改變超材料的手性光學(xué)活性。這些方法雖然實(shí)現(xiàn)了圓偏振光對(duì)等離激元手性信號(hào)的控制，但是僅僅能應(yīng)對(duì)具有固定基元的納米結(jié)構(gòu)，不能對(duì)更接近生物體環(huán)境的自組裝結(jié)構(gòu)的手性信號(hào)進(jìn)行控制。

因此，目前存在對(duì)能夠利用圓偏振光控制手性等離激元自組裝結(jié)構(gòu)手性信號(hào)的方法的需求。

最新的研究表明，圓偏振光照射手性等離激元納米結(jié)構(gòu)后，會(huì)根據(jù)照射目標(biāo)手性性質(zhì)的不同而產(chǎn)生不對(duì)稱(chēng)的力學(xué)效應(yīng)，例如順時(shí)針/逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)；推/拉等。發(fā)明人認(rèn)為，利用左旋/右旋圓偏振光對(duì)等離激元手性納米結(jié)構(gòu)的不對(duì)稱(chēng)的力學(xué)效應(yīng)，可以在等離激元自組裝體系中，實(shí)現(xiàn)手性轉(zhuǎn)換的納米結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種可見(jiàn)/近紅外光調(diào)控等離激元手性轉(zhuǎn)換納米結(jié)構(gòu)的方法，該方法利用圓偏振光照射金納米棒自組裝結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)換金納米棒自組裝結(jié)構(gòu)的等離激元圓二色(PCD)信號(hào)，以克服傳統(tǒng)光化學(xué)響應(yīng)分子合成復(fù)雜價(jià)格昂貴等難題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下：

一種可見(jiàn)/近紅外光調(diào)控等離激元手性轉(zhuǎn)換納米結(jié)構(gòu)的制備方法，通過(guò)如下方法制備實(shí)現(xiàn)：

步驟一、金納米棒肩并肩自組裝結(jié)構(gòu)的制備

將包裹著十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)的金納米棒單分散原液分別與左/右手性半胱氨酸分子溶液混合，所述單分散金納米棒液的濃度為60～70pmol/L；

其中，加入左/右手性半胱氨酸分子溶液后，上述溶液中左/右手性半胱氨酸分子的濃度為0.1μmol/L；

取上述溶液與檸檬酸鹽溶液混合均勻，得到金納米棒肩并肩自組裝結(jié)構(gòu)；

其中，加入檸檬酸鹽后，上述溶液中檸檬酸鹽的濃度為60～70μmol/L；

其中，所述混合有左手性半胱氨酸分子的金納米棒組裝體溶液被定義為P_L-異構(gòu)體；

其中，所述混合有右手性半胱氨酸分子的金納米棒組裝體溶液被定義為M_D-異構(gòu)體；

步驟二、圓偏振光控的等離激元手性開(kāi)關(guān)的實(shí)現(xiàn)