Suppr超能文献

SERS 活性自组装二苯丙氨酸微/纳结构:实验与理论的综合研究。

SERS active self-assembled diphenylalanine micro/nanostructures: A combined experimental and theoretical investigation.

机构信息

Centro de Ciências Naturais e Humanas, Universidade Federal do ABC, 09210-580 Santo André, SP, Brazil.

Department of Physics and Astronomy, University of Missouri, Columbia, Missouri 65211, USA.

出版信息

J Chem Phys. 2017 Aug 28;147(8):084703. doi: 10.1063/1.4990828.

Abstract

Enhancing Raman signatures of molecules by self-assembled metal nanoparticles, nanolithography patterning, or by designing plasmonic nanostructures is widely used for detection of low abundance biological systems. Self-assembled peptide nanostructures provide a natural template for tethering Au and Ag nanoparticles due to its fractal surface. Here, we show the use of L,L-diphenylalanine micro-nanostructures (FF-MNSs) for the organization of Ag and Au nanoparticles (Nps) and its potential as surface-enhanced Raman scattering (SERS)-active substrates. The FF-MNSs undergo an irreversible phase transition from hexagonally packed (hex) micro-nanotubes to an orthorhombic (ort) structure at ∼150 °C. The metal Nps form chains on hex FF-MNSs as inferred from transmission electron microscopy images and a uniform non-aggregated distribution in the ort phase. The high luminescence from the ort FF-MNS phase precludes SERS measurements with AgNps. The calculated Raman spectra using density-functional theory shows a higher intensity from rhodamine 6G (R6G) molecule in the presence of an Ag atom bound to ort FF compared with hex FF. The SERS spectra obtained from R6G bound to FF-MNSs with AuNps clearly show a higher enhancement for the ort phase compared with hex FF, corroborating our theoretical calculations. Our results indicate that FF-MNSs both in the hex and ort phases can be used as substrates for the SERS analysis with different metal nanoparticles, opening up a novel class of optically active bio-based substrates.

摘要

通过自组装金属纳米粒子、纳米光刻图案化或设计等离子体纳米结构来增强分子的拉曼信号,广泛用于检测低丰度生物系统。由于其分形表面,自组装肽纳米结构为键合 Au 和 Ag 纳米粒子提供了天然模板。在这里,我们展示了 L,L-二苯丙氨酸微纳结构(FF-MNSs)用于组织 Ag 和 Au 纳米粒子(Nps)及其作为表面增强拉曼散射(SERS)活性衬底的潜力。FF-MNSs 在约 150°C 时从六方堆积(hex)微纳米管不可逆地转变为正交(ort)结构。从透射电子显微镜图像推断,金属 Nps 在 hex FF-MNSs 上形成链,在 ort 相中呈均匀的非聚集分布。ort FF-MNS 相的高发光性排除了使用 AgNps 进行 SERS 测量的可能性。使用密度泛函理论计算的拉曼光谱显示,与 hex FF 相比,与 ort FF 结合的 Ag 原子上的罗丹明 6G(R6G)分子的强度更高。从与 AuNps 结合的 R6G 获得的 FF-MNSs 的 SERS 光谱清楚地表明,与 hex FF 相比,ort 相的增强更高,这与我们的理论计算相符。我们的结果表明,FF-MNSs 在 hex 和 ort 相都可以用作具有不同金属纳米粒子的 SERS 分析的衬底,开辟了一类新型的光学活性基于生物的衬底。

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