近日，易骏副教授课题组在同位点分子互补光谱方面取得新进展，相关成果以“Colocalized Raman and IR Spectroscopies via Vibrational-Encoded Fluorescence for Compr ehensive VibrationalAnalysis”为题在线发表于Journal of the America- nChemical Society。
红外和拉曼光谱是研究分子化学键振动指纹信息的基本工具之一。这两种谱学方法选律具有互补性：红外光谱通常对极性基团敏感，而拉曼光谱通常对非极性基团敏感。在动态或复杂的化学环境中，单独使用一种技术通常难以提供完整的分子振动谱图，将二者结合构成的互补振动光谱(CVS)，可实现对分子振动指纹的全面解析。然而，红外光谱与拉曼光谱在光子能量、光电探测器灵敏度及检测灵敏度等各方面存在巨大差异，这使得将红外与拉曼集成为一体存在着显著困难，尤其针对同一空间的分子簇实现红外及拉曼的互补振动识别，仍为一大挑战问题。
针对该问题，课题组发展了振动编码荧光(Vibrational-encoded fluorescence, VEF）的光谱探测方法，利用双共振的等离激元增强结构，将分子红外吸收能级编码为由红外光和可见光的级联吸收过程产生的自发荧光辐射变化。分子的红外振动模和拉曼振动模可分别由反斯托克斯（anti-Stokes）和斯托克斯（Stokes）区域“解码”得到，因此该方法可在同一张光谱中全面探测由分子偶极和极化率调控的两类振动模。高光谱成像也验证了对两类振动模探测在空间上的共定位优势。该方法规避了传统红外光探测器需制冷、易受干扰的缺点，最高可以实现约百余个分子的高灵敏探测。
基于振动编码荧光方法的同时共点互补振动模式探测。(a) 扫描中红外波数时MSoM光致发光（PL）的热图。(b) VEF-CVS光谱。 (c) VEF-IR模式的线宽。(d) VEF-Raman模式的线宽。(e) 图(f−h)中共定位图像的强度分布（沿图(f)中白色箭头方向）。 (f−h) MSoM在特定振动模式下的同步成像：(f) 1643 cm⁻¹处的拉曼模式；(g) 1595 cm⁻¹处的红外模式；(h) aS-PL强度。插图为俯视相机拍摄的光学图像（比例尺：4 μm
论文通讯作者为易骏副教授，第一作者为博士研究生孟兆东，研究工作得到我校化学化工学院田中群教授、吴德印教授等多位老师的指导与帮助。该工作得到国家重点研发计划（2021YFA1201502, 2024YFA1210803）、国家自然科学基金（2272140, 22202162, 2203200）以及厦门大学校长基金（20720240068）资助。
论文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.5c01957
