undefined

Surface plasmon polariton-enhanced upconversion luminescence for biosensing applications

Publiceringsår

2024

Upphovspersoner

Le, Duc; Kreivi, Marjut; Aikio, Sanna; Heinilehto, Noora; Sipola, Teemu; Petäjä, Jarno; Guo, Tian Long; Roussey, Matthieu; Hiltunen, Jussi

Abstrakt

<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>
Visa mer

Organisationer och upphovspersoner

Östra Finlands universitet

Roussey Matthieu Roland Claude

Guo Tianlong

Teknologiska forskningscentralen VTT Ab

Le Duc Orcid -palvelun logo

Petäjä Jarno

Hiltunen Jussi

Kreivi Marjut Orcid -palvelun logo

Heinilehto Noora Orcid -palvelun logo

Aikio Sanna

Sipola Teemu

Publikationstyp

Publikationsform

Artikel

Moderpublikationens typ

Tidning

Artikelstyp

En originalartikel

Målgrupp

Vetenskaplig

Kollegialt utvärderad

Kollegialt utvärderad

UKM:s publikationstyp

A1 Originalartikel i en vetenskaplig tidskrift

Publikationskanalens uppgifter

Volym

13

Nummer

21

Sidor

3995-4006

Publikationsforum

76840

Publikationsforumsnivå

2

Öppen tillgång

Öppen tillgänglighet i förläggarens tjänst

Ja

Öppen tillgång till publikationskanalen

Helt öppen publikationskanal

Licens för förläggarens version

CC BY

Parallellsparad

Nej

Övriga uppgifter

Vetenskapsområden

Fysik; El-, automations- och telekommunikationsteknik, elektronik; Materialteknik; Biokemi, cell- och molekylärbiologi

Nyckelord

[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

Förlagets internationalitet

Internationell

Språk

engelska

Internationell sampublikation

Nej

Sampublikation med ett företag

Nej

DOI

10.1515/nanoph-2024-0247

Publikationen ingår i undervisnings- och kulturministeriets datainsamling

Ja