Single-Molecule Surface-Enhanced Raman Scattering Measurements Enabled by Plasmonic DNA Origami Nanoantennas

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等离子体DNA折纸纳米天线实现的单分子表面增强拉曼散射测量

JoVE Journal
Chemistry

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Single-Molecule Surface-Enhanced Raman Scattering Measurements Enabled by Plasmonic DNA Origami Nanoantennas

等离子体DNA折纸纳米天线实现的单分子表面增强拉曼散射测量

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02:04 min

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July 21, 2023

DOI:

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July 21, 2023

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我们的研究旨在开发通过表面增强拉曼散射或源检测单个分子的新工具。这是唯一提供分子化学指纹的技术，并且足够灵敏以检测单个分子。通过这种方式，可以获得有关化学反应的详细机理信息。

DNA折纸纳米结构已被用于精确定位等离子体纳米颗粒和目标分子。这是必需的，因为增强的拉曼散射起源于纳米颗粒之间的小纳米体积，我们称之为热点。我们现在创造了新的等离子体DNA折纸纳米天线，正是为此目的。

主要挑战是将目标分子放置在两个纳米颗粒之间的热点中，并从恰好一个纳米天线结构收集拉曼数据。为了收集大量数据和原子力显微镜之间的有效相关性，需要进行拉曼光谱。等离子体DNA折纸纳米天线允许可重复地生产大量等离子体二聚体，其中目标分子精确定位在热点中的纳米颗粒之间。

通过AFM和拉曼数据的关联，我们现在可以确保只检测到单个分子。现在我们可以实时跟踪染料分子或蛋白质等单个分子，以及它们在热点中的行为以及它们对环境中化学变化的反应。例如，最近监测了单个人类分子的自旋状态的变化。

未来，我们的目标是在单分子水平上监测化学反应并研究其反应机理。此外，我们可以使用这项技术以非常高的灵敏度检测医学相关的生物分子。