Surface plasmon polariton-enhanced upconversion luminescence for biosensing applications
Julkaisuvuosi
2024
Tekijät
Le, Duc; Kreivi, Marjut; Aikio, Sanna; Heinilehto, Noora; Sipola, Teemu; Petäjä, Jarno; Guo, Tian Long; Roussey, Matthieu; Hiltunen, Jussi
Abstrakti:
<p>Upconversion luminescence (UCL) has great potential for highly sensitive biosensing due to its unique wavelength shift properties. The main limitation of UCL is its low quantum efficiency, which is typically compensated using low-noise detectors and high-intensity excitation. In this work, we demonstrate surface plasmon polariton (SPP)-enhanced UCL for biosensing applications. SPPs are excited by using a gold grating. The gold grating is optimized to match the SPP resonance with the absorption wavelength of upconverting nanoparticles (UCNPs). Functionalized UCNPs conjugated with antibodies are immobilized on the surface of the fabricated gold grating. We achieve an UCL enhancement up to 65 times at low excitation power density. This enhancement results from the increase in the absorption cross section of UCNPs caused by the SPP coupling on the grating surface. Computationally, we investigated a slight quenching effect in the emission process with UCNPs near gold surfaces. The experimental observations were in good agreement with the simulation results. The work enables UCL-based assays with reduced excitation intensity that are needed, for example, in scanning-free imaging.</p>
Näytä enemmänOrganisaatiot ja tekijät
Julkaisutyyppi
Julkaisumuoto
Artikkeli
Emojulkaisun tyyppi
Lehti
Artikkelin tyyppi
Alkuperäisartikkeli:
Yleisö
TieteellinenVertaisarvioitu
VertaisarvioituOKM:n julkaisutyyppiluokitus
A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessäJulkaisukanavan tiedot
Lehti/Sarja
Volyymi
13
Numero
21
Sivut
3995-4006
ISSN
Julkaisufoorumi
Julkaisufoorumitaso
2
Avoin saatavuus
Avoin saatavuus kustantajan palvelussa
Kyllä
Julkaisukanavan avoin saatavuus
Kokonaan avoin julkaisukanava
Kustantajan version lisenssi
CC BY
Rinnakkaistallennettu
Ei
Muut tiedot
Tieteenalat
Fysiikka; Sähkö-, automaatio- ja tietoliikennetekniikka, elektroniikka; Materiaalitekniikka; Biokemia, solu- ja molekyylibiologia
Avainsanat
[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Kustantajan kansainvälisyys
Kansainvälinen
Kieli
englanti
Kansainvälinen yhteisjulkaisu
Ei
Yhteisjulkaisu yrityksen kanssa
Ei
DOI
10.1515/nanoph-2024-0247
Julkaisu kuuluu opetus- ja kulttuuriministeriön tiedonkeruuseen
Kyllä