中文摘要：

通过表面修饰，制备具有荧光增强效应的金属纳米粒子，研究金属纳米粒子对生物染料小分子荧光表面增强效应的基本问题，了解表面增强荧光效应的本质，据此优化金属纳米粒子对荧光的表面增强效应。在此基础上，进行电极表面金属纳米粒子的二维修饰，研究固定于电极表面的金属纳米粒子对生物电催化过程中所涉化学发光分子荧光的增强，实现表面增强荧光技术在电化学发光生物分析中的应用。同时，在金属纳米粒子的二维组装结构中植入免疫和生物芯片识别生物分子，制备表面增强荧光检测基底，研究金属纳米粒子对探针分子荧光的增强效应,以提高荧光免疫检测和生物芯片检测的灵敏度。本项目研究不仅为更全面理解金属纳米粒子的特异光学性质提供信息，也为发展新的生物分析、免疫检测和生物芯片检测方法和技术进行必要的基础探索。

结论摘要：

本项目采用表面自组装技术在固体基底表面构筑金属纳米粒子的二维和三维组装结构，以获取金属纳米结构对电磁场的表面增强效应，并应用于表面增强拉曼和表面增强荧光研究。组装金属纳米粒子的光谱特性有别于自由粒子，尤其是基底与金属粒子间的相互作用直接影响金属粒子的表面等离子体共振及其内部电荷分布，既而影响金属的光谱响应以及粒子与金属表面吸附分子间的电荷转移。对组装金属/分子/金属分子结而言，具有分子尺度间隙的金属粒子间相互耦合可导致电磁场的极大增强；尤其是耦联分子与电荷转移相关的特征振动模式表现出异常的增强行为，为此，我们提出经由耦联分子的粒子间电荷转移表面增强拉曼散射新机理，由此产生的表面增强效应与耦联分子HOMO和LUMO轨道与金属粒子费米能级间的能量匹配密切相关，因而可通过金属粒子表面共吸附离子以及外加电场进行调变优化。通过SiO2壳层或有机修饰分子来调节分子-金属间距，减小分子激发态与金属间的直接非辐射能量转移，利用金属粒子对电磁场的增强效应，实现了分子荧光和电化学发光增强，进而对表面增强荧光和电化学发光的有序阵列基底进行了探索，为表面增强荧光和电化学发检测的阵列芯片研究拓展奠定了基础。