集螢光及電漿光學特性於一身的量子點
- 上線日期：2009/9/11 上午 12:00:00
- 資料來源：奈米科學網
膠體半導體量子點(Colloidal semiconductor quantum dot)具有許多優良的螢光性質，例如高量子效率、波長可調及光穩定性佳，目前主要應用在生物螢光影像的標定。金屬奈米微粒則有優良的電漿光學特性，由於電漿子(plasmon)的特徵能量會隨周遭折射率改變而顯著變化，因此被廣泛應用在生物分子檢測上。若能將不同功能的奈米粒子組裝成複合體，將可嘉惠許多奈米科技應用，不幸的是，各別奈米粒子的性質在「合體」後卻常常無法維持。
螢光量子點及金屬奈米微粒間有複雜的交互作用，其中最重要的是螢光共振能量轉移(Fluorescence Resonance Energy Transfer, FRET)及局限表面電漿子共振(Localized Surface Plasmon Resonance, LSPR)。LSPR會增強局部電場強度，並改變鄰近發光體的螢光輻射速率，造成螢光強度增加，然而FRET會使量子點內激子(exciton)的能量轉移至金屬奈米粒子，使螢光減弱。因此要讓螢光量子點及金屬奈米微粒合體，不但合成上有困難，組裝後常常無法維持原來量子點的螢光。
解決之道在於金屬奈米微粒與螢光量子點的距離不能太近，否則會造成螢光減弱；此外金屬包覆層也不能太厚，否則會阻絕內部量子點的螢光。最近華盛頓大學生物工程系Xiaohu Gao等人成功地合成電漿螢光量子點(Plasmonic fluorescent quantum dot)複合體，其結構包含硒化鎘/硫化鋅(CdSe/ZnS)量子點核心，外面包覆金殼層，兩者間以一些長鏈狀聚合物隔開。
上述作法的關鍵是利用帶有poly-L-histidine (PLH)的縮氨酸當作金屬離子沈積的模版，PHL上的histidine能有效捕捉金離子在表面形成金殼層，而量子點表面則事先接上polyethylene glycol (PEG)分子，以使量子點與金外殼保持適當距離。
這種量子點/金核殼結構的複合物能保有量子點的螢光特性及金屬的電漿共振光學特徵，因此在顯微影像上可同時提供螢光及電漿的訊號。此外，它的光穩定性比原始的量子點更好，因此有很大的潛力應用在未來顯微影像技術上。詳見Nature Technology DOI:10.1038/NNANO.2009.193。
原始網站: http://www.nature.com/nnano/journal/vaop/ncurrent/full/nnano.2009.193.html
譯者:院繼祖(中央研究院應用科學研究中心)
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