Изучение вторичной световой эмиссии плазмонными наноструктурами может усовершенствовать медицинское сканирование

Плазмонные наноструктуры представляют значительный интерес в качестве химических датчиков, сканирующих веществ in vivo, а также в фототепловой терапии.

Об этом сообщил профессор Дэвид Кэгилл из Иллинойсского университета. «Применение в сканировании и в качестве датчиков обычно вовлекает излучение света в иных длинах волн, нежели вторичное световое излучение». Интерпретация резонансного вторичного светового излучения с точки зрения фундаментальных процессов оставалась спорной в течение 40 лет.

«В данной работе мы указываем, что резонансной электронное рассеивание Рамана и резонансная флюоресценция могут оказаться полезными описания вторичного излучения», добавил Кэгилл. „Лучшее понимание данных принципов и их ограничений может привести к улучшенным биологическим и медицинским методам отображения“.

Флуоресценция — относительно знакомый процесс, в ходе которого свет одного цвета или длины волны поглощается материалом, например, органической краской или фосфором, и затем, спустя время, излучается другим цветом. В рассеивании Рамана длина световой волны смещается к другому цвету в случае рассеивания. Рассеивание Рамана — процесс в обычной жизни не слишком частый, но он является критическим инструментом аналитической химии.

«Световая эмиссия плазмонных наноструктур при длинах волн короче, чем у пульсирующего лазерного возбуждения, обычно описывается как одновременное поглощение двух фотонов, сопровождаемое флуоресценцией, которая много используется в биологическом сканировании», пояснил первый автор исследования Jingyu Huang. Работа опубликована в издании Proceedings of the National Academy of Sciences. „Однако мы установили, что, моделируя эмиссию как рассеивание Рамана из пар электронов и дыр, способно предсказать, как световая эмиссия зависит от мощности лазера, продолжительности пульсации и длины волны“.

«С тех пор как мы лучше изучили механизм данного типа световой эмиссии, мы можем помочь в разработке лучших экспериментов биологического и медицинского сканирования, и в то же время у нас появилось большее понимание широкого спектра рассеивания Рамана увеличенной поверхности, что также связано с указанным типов светового излучения», добавил исследователь.