等离激元共振能量转移测试

北检院检测中心  |  完成测试:  |  2026-03-25  

本检测详细介绍了等离激元共振能量转移(PRET)测试技术,这是一种基于金属纳米结构表面等离激元共振与邻近发光体之间非辐射能量转移的高灵敏度检测方法。文章系统阐述了该技术的核心检测项目、广泛的应用范围、关键的检测方法与步骤,以及所需的主要仪器设备,为相关领域的研究与应用提供全面的技术参考。

注意:因业务调整,暂不接受个人委托测试望见谅。

检测项目

纳米粒子局域表面等离激元共振峰位:精确测定金、银等贵金属纳米颗粒在溶液或基底上的LSPR特征吸收峰波长,是PRET测试的基础。

能量供体-受体间距:通过PRET效率定量分析金属纳米粒子表面与吸附分子(如荧光染料、量子点)之间的纳米级距离。

能量转移效率:定量测量从等离激元纳米结构(供体)到目标分子(受体)的非辐射能量转移效率,反映两者耦合强度。

受体分子荧光淬灭程度:检测因PRET效应导致的受体分子荧光强度下降或寿命缩短,是定性验证能量转移发生的关键指标。

等离激元共振散射光谱变化:监测纳米粒子在发生PRET前后其弹性散射光谱的峰位、强度和线型的变化。

生物分子结合动力学:实时监测蛋白质、DNA、酶等生物分子在纳米粒子表面的吸附、结合或解离过程引起的PRET信号动态变化。

单纳米粒子水平化学反应监测:利用PRET的高空间分辨率,在单个纳米粒子表面实时监测催化、氧化还原等化学反应的进程。

细胞内环境参数传感:通过功能化纳米探针的PRET信号,检测活细胞内特定位置的pH值、离子浓度或微小电势变化。

DNA杂交或蛋白质构象变化:设计特异性探针,通过PRET信号开关或变化来检测特定DNA序列或蛋白质的构象转变。

单分子检测灵敏度评估:验证和评估基于PRET技术的传感器对目标分析物(如疾病标志物)达到单分子检测级别的能力。

检测范围

贵金属纳米材料:包括金纳米球、金纳米棒、银纳米三角片、金银合金纳米颗粒及其核壳结构等。

荧光染料分子:如Cy系列染料、罗丹明、荧光素等,其吸收光谱需与纳米粒子的LSPR光谱有效重叠。

半导体量子点:CdSe/ZnS等量子点作为高效荧光受体,与等离激元纳米结构构成杂化系统。

蛋白质与酶:检测其与纳米粒子结合后的构象变化、活性位点暴露情况或酶促反应过程。

核酸分子:包括单链/双链DNA、RNA、适配体等,用于基因检测、分子信标构建和细胞成像。

小分子代谢物与药物:如葡萄糖、ATP、抗生素等,通过特异性识别元件修饰的纳米探针进行检测。

金属离子与无机离子:如Hg²⁺、Cu²⁺、CN⁻等,利用其与配体作用引起PRET探针光学信号变化。

病毒颗粒与病原体:利用抗体或适配体功能化的PRET探针,实现病原体的高灵敏识别与检测。

活细胞及亚细胞结构:将PRET纳米探针导入细胞,用于细胞膜、细胞器或细胞核内特定事件的成像与传感。

薄膜与表面界面过程:研究发生在功能化纳米粒子修饰的电极或芯片表面的吸附、组装和反应动力学。

检测方法

暗场显微光谱法:核心方法,利用暗场显微镜收集单个纳米粒子的散射光,并通过光谱仪分析其散射光谱。

荧光显微光谱法:同步采集受体分子的荧光发射光谱或荧光寿命,以对应分析PRET导致的淬灭效应。

紫外-可见-近红外吸收光谱法:测量纳米粒子胶体溶液或阵列的整体吸收光谱,观察PRET引起的LSPR峰变化。

表面增强拉曼光谱法:结合SERS技术,通过分析吸附分子拉曼信号的增强来间接研究等离激元能量转移。

单粒子跟踪与相关光谱法:在溶液或细胞环境中跟踪单个PRET探针的运动轨迹并分析其信号涨落。

时间分辨荧光光谱法:精确测量受体分子荧光寿命的变化,是验证非辐射能量转移过程最有力的证据之一。

扫描近场光学显微术:突破衍射极限,以纳米级空间分辨率直接探测局域等离激元场与分子的相互作用。

电化学-PRET联用技术:在施加电位的条件下进行PRET测试,用于研究电化学界面过程或调控能量转移效率。

微流控芯片集成检测法:将PRET传感单元集成于微流控芯片内,实现微量样品的高通量、自动化分析。

多模态成像关联分析法:将PRET光学信号与电子显微镜(SEM/TEM)图像进行关联分析,获得形貌与功能的对应信息。

检测仪器设备

暗场光学显微镜:配备高数值孔径暗场聚光镜和油浸物镜,用于高效收集单个纳米粒子的散射光。

成像光谱仪/单色仪:与显微镜耦合,将收集到的散射光或荧光色散成光谱,并进行高灵敏度探测(如CCD)。

电子倍增电荷耦合器件相机:用于弱光条件下(如单粒子荧光)的高速、高灵敏度成像和光谱采集。

超连续谱白光激光器或卤钨灯:提供宽谱、稳定的照明光源,用于激发样品的等离激元共振和荧光。

时间相关单光子计数系统:用于荧光寿命测量的核心设备,可精确到皮秒量级,配套脉冲激光器作为激发源。

紫外-可见-近红外分光光度计:用于测量纳米材料胶体溶液或固体基底的宏观吸收光谱特性。

原子力显微镜/扫描电子显微镜

检测流程

线上咨询或者拨打咨询电话;

获取样品信息和检测项目;

支付检测费用并签署委托书;

开展实验,获取相关数据资料;

出具检测报告。

北检(北京)检测技术研究院
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