Plasmon-enhanced fluorescence enhancement factor (EF) & RE650 ratio

포르피린–peptoid 플라즈몬 강화 형광 플랫폼의 두 가지 측정된 성능 지표(figures of merit): 자유 TPP 대비 여기 강화 계수(excitation enhancement factor, EF) 와, 발색단 배열을 읽어내는 RE650 = E650/E715 방출 비율.

강화 계수(여기) — 대표값 ~24×

EF는 포르피린 흡수가 금 SPR과 일치하는 Q-밴드에서 최대화된다. 24× 대표값 은 구체적으로 TPP-Au(650)@SiO₂의 Q4 (645 nm) 로, 이 Q4 흡수가 Au(650) SPR과 일치하는 지점이다 (see Kim et al., Small (2017), Fig. 6c).

자유 TPP 대비 EF (see source, Fig. 6c):

• EF는 Q-밴드 흡수가 SPR과 겹치는 곳에서 정점에 이른다: Au(590)에서는 Q3가 최고, Au(650)에서는 Q4가 최고.
• TPP EF는 각 Q-밴드에서 PPC EF보다 ~21% 높게 나타난다 — 표면에서의 포르피린 배향 (수직 TPP vs 기울어진 PPC)에 기인한 것으로 보이나(증명되지는 않음) (see source, Fig. 6 & p.6).

RE650 방출 비율 (배열 읽어내기)

RE650 = E650/E715 강도 비율. 자유 TPP RE650 = 3.2 (see source, Table 1). Au(650) SPR은 Au(650) SPR과 겹치는 E650 밴드를 선택적으로 소광(quench)하여, Au(650)@SiO₂에서 RE650을 가장 많이 감소시킨다:

(see source, Table 1; Fig. 7). Au(590)@SiO₂에서는 모든 PPC가 ~5%만 감소한다. PPC₁이 PPC₀보다 ~1.2배 큰 RE650 감소 를 보이는 것이 핵심 배열 결과이다 — 금 플랫폼 위에서만 읽을 수 있게 된 플라즈몬 증폭 포르피린 간 상호작용.

무엇이 이를 제어하는가

• SPR–흡수 스펙트럼 중첩 이 어느 Q-밴드가 강화되는지(EF)와 어느 방출 밴드가 소광되는지 (RE650)를 결정한다 — see plasmon-enhanced-fluorescence.
• 금속–염료 거리: 11 nm 실리카 셸이 최적; 2 nm는 소광되고, 20 nm는 너무 멀다 (see plasmon-enhanced-fluorescence, Fig. 4).
• peptoid 위 발색단 배열(6 Å vs 12 Å)이 RE650 변화를 결정한다 (see peptoid-scaffold-chromophore-arrangement).