DNA组装等离子体链的长程与短程手性相互作用

圆二色性(CD)效应可以被用来标定手性分子的状态以及蛋白质构型的变化，因手性表面等离激元结构由于具有高效的手性光调制能力，而被广泛的应用在病原体探测以及先进光学材料领域。独立金属结构之间的相互耦合是获得高CD值的重要先决条件，而实现金属结构之间的稳定链接，则是目前科学研究中的热点与难点。基于此，来自德国慕尼黑大学的Tim Liedl 研究组提出了一种基于DNA组装方法的等离激元结构链，实现了长程与短程的手性相互作用。如图所示，该DNA等离子体链通过特定的硫醇-DNA功能化链，将金属纳米棒的一端连接在其上。并利用DNA组装方法，将纳米棒（NR）与纳米颗粒（NS）结构按照一定次序结合为NR-NR与NR-NS-NR。其中NR-NS-NR通过在纳米棒之间插入纳米球结构实现了结构之间的耦合，并进一步实现了CD响应的强增强作用，纳米球共振频率附近附加手性的出现以及纳米棒长轴共振频率的红移。与模拟中阐明的结构复杂手性光场激发具有很好的一致性。该等离子体链在新型等离激元手性分子探测器以及自旋锁定光学逻辑器件中具有潜在的应用价值。相关研究内容发表在Nature Communications, (2021)12, 2025上。

图：DNA组装等离子体链的结构图与光响应特性图