Min Jiang, Abhik Chakraborty, Xiaofei Wu, Hark Hoe Tan, and Jer-Shing Huang
Nano Lett. 2025, 25, 43, 15613–15620

德國萊布尼茲光電研究所 奈米光學研究部
中央研究院 應用科學研究中心
國立陽明交通大學 電子物理系 黃哲勳教授

手性分子（chiral molecules）的化學組成相同但三維結構具鏡像差異，在生物化學、材料科學及醫藥科學中至關重要。正確手性可發揮功能，錯誤手性則能造成嚴重危害，歷史上沙利竇邁（Thalidomide）事件即因分子手性差異導致新生兒畸形，所以精確分析手性分子非常重要。光學手性分析方法中，最常使用圓二色（circular dichroism）光譜術。其原理是以圓偏振光照射手性分子，再量測分子對左旋與右旋光吸收度的”差異”，將差異對波長作圖，即得圓二色光譜。然而，因為分子尺寸（10⁻¹⁰–10⁻⁹ m）與光波長（10⁻⁷–10⁻⁶ m）差距過大，故手性造成的吸收差異極小，一般不到總體吸收度十萬分之一（<10⁻⁵）。因此，如何提升 CD 靈敏度，是科學界挑戰。本研究提出三維電漿阿基米德螺旋奈米結構，於線偏振光激發下，能在腔體內側產生具有寬頻光學手性(optical chirality)的光近場熱區，使手性分子進入後 圓二色訊號增強達 25 倍。此結構本身兼具奈米粒子篩的功能，因此可結合奈米小球固相微萃取術，將手性分析物預濃縮於小球表面，並捕捉進熱區進行檢測。此策略突破傳統奈米結構頻寬小、手性翻轉、空間侷限及分子難以進入熱區等困難，能顯著提升光手性分析靈敏度，為奈米結構在光學手性檢測之應用上開創新方向。