兒茶酚胺類物質(zhì)的表面增強(qiáng)拉曼光譜分析.pdf

1、表面增強(qiáng)拉曼散射(Surface-enhanced Raman scattering，SERS)效應(yīng)為在具有納米結(jié)構(gòu)特征的金屬基底材料上所表現(xiàn)出來的特殊表面增強(qiáng)光學(xué)現(xiàn)象。SERS光譜具有較高選擇性與靈敏度、不破壞樣品的優(yōu)點，使之成為一種重要的表面分析方法。它在表面科學(xué)、生物科學(xué)、分析化學(xué)、材料科學(xué)等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用，且取得了眾多的研究成果。但在采用SERS光譜對生物或有機(jī)分子進(jìn)行量測的過程中，生物分子的氧化和碳化現(xiàn)象不可避免。目前，文獻(xiàn)

2、中多采用真空、惰性氣氛、低溫和低功率激光等物理方法來減弱以上干擾。這些方法在實驗過程中或難以實現(xiàn)，或以減弱信號強(qiáng)度為代價。目前，對這一難題尚缺少簡便而有效的化學(xué)解決方法。
　　 通常將多巴胺、腎上腺素與去甲腎上腺素統(tǒng)稱為兒茶酚胺類物質(zhì)。兒茶酚胺作為哺乳動物重要的神經(jīng)遞質(zhì)和激素，與人們的健康密切相關(guān)。它們不僅直接參與行為活動以及參與血壓、心率、呼吸和睡眠等植物神經(jīng)功能的調(diào)控，而且還與一些功能性疾病如精神分裂癥、憂郁癥有關(guān)。由于三者

3、具有特殊的藥理特性和生理功能，在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域得到廣泛的關(guān)注。所以準(zhǔn)確測定血液或尿液等生物樣品中兒茶酚胺的濃度變化具有重要的意義。
　　 兒茶酚胺類物質(zhì)是一種分子結(jié)構(gòu)中含有氨基和鄰苯二酚結(jié)構(gòu)的芳香族分子。由于酚羥基與氨基具有水溶性，此類物質(zhì)可以直接溶于水。鄰苯二酚基團(tuán)具有良好的還原性，因此易于氧化。同時，鄰苯二酚結(jié)構(gòu)具有較好的配位性能。鐵離子可與兒茶酚胺的兩個酚羥基絡(luò)合形成配合物，可有效阻止兒茶酚胺的氧化與碳化，且通過配位作用可有效富

4、集兒茶酚胺。通過適當(dāng)調(diào)節(jié)溶液酸堿性，在對配位作用進(jìn)行調(diào)控的同時，借助分子結(jié)構(gòu)中質(zhì)子化氨基與銀溶膠粒子間存在之靜電相互作用，可有效改善表面增強(qiáng)拉曼散射光譜信號質(zhì)量，為采用SERS光譜方法對幾茶酚胺進(jìn)行分析提供了保證。
　　 本論文以多巴胺、腎上腺素及去甲腎上腺素作為研究對象。主要是借助SERS光譜手段，以銀納米溶膠作為基底，利用鐵離子與兒茶酚胺所形成的絡(luò)合物，通過化學(xué)方法消除了光譜量測中碳化物譜峰背景干擾?？紤]到兒茶酚胺在生物體液

5、中往往與抗壞血酸共存，我們在抗壞血酸存在的條件下，開展了對兒茶酚胺類物質(zhì)的SERS光譜定量分析，最低檢測濃度～10-8mol/L，且呈現(xiàn)較好的線性關(guān)系。共存的抗壞血酸不會對兒茶酚胺的光譜分析產(chǎn)生干擾。本文所采用的方法可有效消除氧化及其產(chǎn)物的背景干擾，有助于提高分析的準(zhǔn)確性。此外，該方法具有操作簡單，經(jīng)濟(jì)環(huán)保的優(yōu)點。
　　 本論文的主要研究內(nèi)容包括以下幾個方面:
　　 (1)討論了溶液酸堿性調(diào)節(jié)對兒茶酚胺類物質(zhì)SERS光譜

6、中碳化物背景干擾的消除效果，獲取了用于這些物質(zhì)SERS光譜表征的適宜的溶液pH值。
　　 (2)在此基礎(chǔ)上，通過兒茶酚胺與加入的金屬鐵離子間之配位作用，結(jié)合溶液pH值調(diào)節(jié)，形成帶有特定電荷的配合物，進(jìn)一步消除SERS光譜量測中碳化物背景峰干擾。結(jié)合物質(zhì)分子結(jié)構(gòu)、物性參數(shù)以及光譜特征對相關(guān)過程機(jī)理做了初步的討論。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步優(yōu)化了對兒茶酚胺類物質(zhì)SERS光譜定量分析的條件。
　　 (3)考慮到兒茶酚胺在生物體中往往與