手性核壳结构纳米粒子自组装

smll201401203-gra-0001-m手性纳米组装体由于其独特的空间构型在纳米材料表面等离子共振峰处产生手性信号,而获得强度高且可调控的手性信号不仅是手性纳米可控组装研究的核心,更是手性纳米科学与其他学科交叉应用的关键。目前国内外主要是通过控制纳米材料的形貌、尺寸以及设定新型组装模式以获得强手性纳米组装体,然而这些方法却面临许多问题,如基于固定模板控制粒子排布得到手性空间构型,需多步复杂组装程序,难以实现与生物分子有效识别,限制其应用;通过形貌或尺寸的改变对组装体手性强度的提高幅度并不明显且对手性的调控能力差。

江南大学“食品科学与技术”国家重点实验室匡华教授所领导的课题组针对这一问题设计了一种简单、有效利用核壳结构纳米粒子进行组装的模式,为获取强手性信号开辟了新的研究思路。突破传统集中于对核壳结构纳米粒子的表面增强拉曼性质和催化性质的研究,课题组首次研究了核壳结构纳米粒子组装体的手性活性。通过在金纳米粒子表面生长一层不同厚度的金壳或银壳,导致核壳结构纳米粒子的表面等离子共振性质发生了改变,达到对核壳结构纳米粒子二聚体手性信号强度和偏移幅度的调控。和原始的金二聚体手性信号相比,金@银核壳结构纳米粒子二聚体手性信号从525 nm蓝移到了402 nm,手性信号强度绝对值从17.03 mdeg增强到133.35 mdeg,提高了8倍;而金@金核壳结构纳米粒子二聚体手性信号红移到了555 nm,手性信号强度绝对值增强到148.54 mdeg。壳的种类影响了组装体的手性峰位置,壳的厚度影响手性峰的强度,随着壳厚度的增大,核壳结构组装体的手性信号逐渐增强,手性信号的最大g-factor达到1.5×10-2。壳对组装体的手性信号调控为我们获得理想的手性纳米材料提供了一个新的途径和思路,以便将强手性纳米材料应用于多组分高灵敏传感检测中。相关研究结果在线发表在Small上