表面增强的手性分子光谱研究进展
Abstract
手性普遍存在于自然界中, 分子的手性直接决定了其物理和化学性质. 分子手性的有效探测和表征对制药、化工、生物工程等领域的发展至关重要. 现有的手性探测手段普遍具有信号小、抗噪声能力弱的缺点. 如何实现快速敏感的分子手性探测是一个重要的问题. 表面增强的光谱探测技术可以利用合理设计的微纳结构实现强的局域电磁场, 进而增强分子与光的手性相互作用, 从而有效提高手性分子检测灵敏度. 近些年, 人们在这方面进行了很多研究, 在圆二色谱(CD谱)、振动圆二色谱(VCD谱)以及拉曼光活性谱(ROA谱)增强方面取得了一系列研究成果. 本文主要从金属和介电微纳结构两方面介绍了表面增强的CD谱、VCD谱、ROA谱探测技术. 金属微纳结构可以产生局域等离激元共振, 在其微纳结构附近诱导出超手征场, 从而增强手性分子与金属微纳结构表面近场的相互作用, 提高分子手性检测的灵敏度. 而介电材料不仅支持电多极共振, 同时还支持磁多极共振, 使得其结构表面可以产生符号均匀的超手征场, 十分有利于分子手性的探测. 此外, 介电结构在进行手性检测时产生的热量更小, 在手性增强方面有非常重要的应用. 表面增强的光谱探测技术在分子手性信号增强方面的优越表现, 有望实现手性分子的超敏检测, 从而解决现有手性检测方面的难题.
