- 文献综述(或调研报告):
荧光光谱是化学、生物和医学检测中最常用的一种光谱技术,由于其高灵敏度、高选择性和直观、可视化地检测复杂生物分子集群中特别组份而成为生命科学研究的重要工具。
荧光检测技术在生命科学领域应用十分广泛,同时,随着科技的发展,科学研究对荧光探针的要求也越来越高,目前,传统的荧光标记已无法满足现代生命科学的要求,主要缺点有以下几点:(1)容易发生光漂白现象,即荧光物质在紫外光的激发下,容易产生荧光强度大幅下降的现象,降低了荧光光谱分析的可靠性和重复性。(2)易发生自猝灭现象。因此,如何提高荧光检测的灵敏度一直是科学家们需要攻克的难题,表面增强荧光的研究使得荧光检测技术得以在生物分子无损检测、自猝灭效应消除、荧光共振能量转移、免疫分析等方面获得更好的应用[14,16]。
表面增强荧光在被发现之后的几十年里,人们更多的是关注贵金属的表面的拉曼散射效应,并没有对表面增强荧光效应给予很大的重视。直到1999年,美国的Maryland大学的Lakowicz教授及其课题组,才开始从理论和实验两个方面研究表面增强荧光效应。根据他们的研究,发表了大量的优秀的科研成果,极大地推动了表面增强荧光的研究进展。
表面增强荧光(surface-enhanced fluorescence)是指分布于金和银等金属表面或其溶胶附近的荧光物种其荧光发射强度较之自由态荧光发射强度大大增加的现象[5]。但只有当荧光物质与基底表面具有一定距离时,才能检测到荧光的增强[6]。两者之间的距离小于5nm的时候,激发态的荧光物质会将能量以非辐射的形式传递给基质并回到基态,只有当两者之间的距离介于5nm – 20nm之间时,表面增强荧光效果才会被检测到。
当下表面增强荧光效应已开始应用于生物传感器系统当中。与其他方法相比,荧光检测具有许多非常重要的优势。荧光材料可以作为优良的传感探针,人们能够通过荧光信号里的生物识别结果判断所研究对象的各种体征。基于荧光的检测原理能够推动生物传感器的发展。荧光在生物传感器中的优势有以下几点:(1)高通用性(灵敏度、特异性、简单性、速度等)(2)跟踪或分析生物分子时不具有破坏性(3)允许使用不同发射波长的光来检测多种分析物[17,18]。
要想完成课题目标,首先要了解表面增强荧光的增强机制。
关于表面增强理论的机理,目前已经有科学家做了深入的研究,其理论模型可以分为三种:
1.局域场增强理论:
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