用于 DNA-PAINT 技术的三维等离子体纳米孔结构以及 Au/Si 双材料体系

《Journal of Nanobiotechnology》：Three-dimensional plasmonic nanopores for DNA-PAINT and dual-material Au/Si architectures

　　

摘要

等离子体纳米孔将纳米流体限制效应与电磁场增强效应相结合，使得能够在亚波长体积内对单个分子进行光学探测。基于我们之前开发的三维介电纳米孔平台，这里我们引入了三维等离子体纳米孔作为单分子研究的光学活性扩展工具。据我们所知，我们首次实现了在固态纳米孔中使用DNA-PAINT技术，证明了在受限的等离子体几何结构中可以光学分辨出瞬态杂交事件。同时，使用可控长度的DNA间隔物将荧光团定位在距离金属表面特定的距离处，观察到了非单调的荧光响应，这一现象与电磁场增强效应和金属诱导的荧光淬灭作用之间的相互作用有关，最佳距离约为6纳米。最后，我们介绍了一种新型的双材料Au/Si纳米孔结构，这种结构兼具等离子体和半导体的特性。通过使用DNA间隔物和罗丹明6G进行的静态荧光测量显示，其光学响应与完全金属化的Au纳米孔有所不同；而模拟结果表明，这种多材料设计中的电磁场分布是不对称的。综上所述，这些结果证明了三维等离子体纳米孔作为单分子光学技术的平台具有可行性，并表明双材料纳米孔为调控纳米尺度光学响应提供了额外的设计参数。

图形摘要

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