等离子体处理对金刚石发生Raman散射荧光增强的原因研究

荧光标记对生物医学生物传感、材料科学等方面都是非常有效的检测手段。罗丹明、荧光素、吖啶、菁等传统的**荧光染料分子易发生团聚(微米级)不易进入细胞。荧光素类标记物易与同类物种间发生能量转移，随着标记量增大荧光信号反而降低，导致自猝灭。


        金刚石既发荧光又无光致漂白现象，高生物相容性且、大比表面积，更易于与抗体结合形成荧光标记物进行靶向标记，被广泛的应用到DNA无损检测以及*分析中。
        将绿色荧光金刚石纳米颗粒与*细胞复合物结合，实现利用不同染色剂进人活细胞进行标记。将纳米金刚石附在蛋白质上，利用纳米金刚石结构自组形成环形结构**，成为观察和了解细胞的工具。然而，现有的金刚石荧光检测不足以满足全部检测需求，需要通过提高荧光强度，进一步扩大其应用范围。
        染料分子在电磁场增强和化学增强的共同作用下，总的增强因子在103~104范围内，分子在间隙中形成“热点”,对其表面增强拉曼散射及荧光光谱，所探测的分子浓度为10-1mol/L,有望用于生物单分子检测。利用金属能带理论对金属表面的光致发光光谱。对**三角形状的纳米天线阵列提高荧光分子距离进行，使荧光得到增强，与之相比等离子体共振技术更加、简便、快捷。
        利用等离子体共振技术增强金刚石纳米颗粒的荧光强度，将金刚石纳米颗粒与性能稳定的胶体金结合，得到分布于胶体金附近的金刚石荧光发射强度相比于自由态荧光发射强度大大增加。金刚石发生Raman散射增强和荧光增强的原因可能是：一方面，胶体Au具有大的比表面积，颗粒中的自由电子集中在颗粒表面，激发光与其发生相互作用，在Au颗粒表面形成光波电磁场。
        当光波电磁场的频率与自由电子的振动频率相同时，自由电子发生集体振荡，在金属表面附近形成强烈的局域电场，加速了处于激发态的金刚石释放光子，从而使金刚石的荧光强度得到增强。另一方面，从能量转移的角度分析，当金属中的自由电子与处于激发态的荧光分子发生相互作用时，荧光分子会迅速将能量转移给自由电子。与自由空间的荧光分子相比，这些被转移的能量会以更高的频率被释放出来，因此，可看到金刚石荧光增强现象。

处于激发态的荧光分子通过弛豫过程将能量转移给金属形成等离子体，而没有发生弛豫的荧光分子所发射的荧光又会诱导这些等离子体，产生与荧光分子辐射波长一致的辐射，进而增加荧光强度。利用金刚石纳米颗粒与Au颗粒形成的等离子体发生相互作用，增强金刚石的荧光。随着Au的质量分数逐渐增加，金刚石的荧光强度也相应增加。等离子体振荡增强局域电场，加速金刚石光子速率，以及金刚石与Au之间发生能量转移，荧光分子诱导等离子体辐射都是导致金刚石刚石荧光增强的原因。