纳米高光谱显微成像成果展示

文章来源：发布时间：2025-07-22 17:01:43浏览数量：

【文献分享】|涂有卟啉络合物的纳米孔金电极的不同寻常的暗场高光谱和共聚焦拉曼显微镜特征

CytoViva是由美国Auburn大学与Aetos技术有限公司合作成立，具有高校和军事公司背景，CytoViva纳米高光谱成像技术最初是由美国国防部和美国宇航局空间卫星航空成像开发的技术发展而来，该公司创造性的将该技术与增强型暗场技术结合并应用于微观层面，使其成为一个专有、集成的系统，能够在纳米尺度上对材料、药物、生命单元、活性大分子、环境污染物等进行高光谱成像及定性定位定量分析。

研究背景：
纳米孔金电极因其超高比表面积与优异电催化活性，在电分析化学和催化领域广受关注。其孔壁由金纳米颗粒构成，形成三维等离子体网络，既可增强电信号，也可能赋予材料特殊光学性质。为进一步提升电极性能，研究者常在其表面修饰具有π 共轭结构的功能分子，这类分子不仅可催化亚硫酸根、亚硝酸根等底物的电化学反应，还因其强烈拉曼散射和与金纳米结构的表面增强拉曼（SERS）耦合，成为研究等离子体“热点”效应的理想探针。
研究目的：
本研究旨在利用纳米高光谱显微成像技术与共聚焦拉曼显微技术，系统探究涂覆钴-四(钌联吡啶)卟啉（TRuCoPyPz）的纳米孔金电极在纳米孔中心与边缘的局域等离子体增强差异，揭示不同微区 SERS 活性与分子拉曼信号之间的关联，从而为构建兼具高电催化性能与单分子级光学响应的多功能传感界面提供理论与实验依据。
主要发现：
1.纳米孔金电极在涂覆钴-四吡啶卟啉配合物后，其纳米孔中心与边缘呈现截然不同的等离子体散射光谱，分别对应聚集与孤立金纳米粒子特征；
2.通过纳米高光谱显微成像与共聚焦拉曼成像证实，孔边缘的局域表面等离子体共振可产生更强的SERS 增强，清晰探测 TRuCoPyPz 分子，而中心区域的增强效应相对较弱，提示不同微区等离子体环境差异；
3.等离子体纳米孔结构兼具高透光性与强拉曼增强，为设计高灵敏电化学-光学双模传感器及单分子检测平台提供了新思路；
结果分析：
Figure 1展示纳米高光谱显微成像下TRuCoPyPz 修饰的纳米孔金电极的典型形貌：图像仅在孔边缘区域呈现清晰、明亮的散射信号，而中心因光透射而显得暗淡，直观反映出等离子体“热点”集中于边缘纳米颗粒。插图中的高分辨高光谱图像进一步证实，单个纳米孔（直径约 10 µm）边缘的散射光强度明显高于中心，且每个像素（64 nm）均携带完整可见光谱信息，从而可精准定位并解析局域等离子体共振

参考文献：Ding, Y., & Chen, M. (2009). Nanoporous metals for catalytic and optical applications. MRS Bulletin, 34, 569–576.