氨基酸和短肽分子的表面增強拉曼光譜研究.pdf

1、拉曼光譜是光子和分子之間非彈性散射所產(chǎn)生的散射光譜。拉曼光譜分析方法具有非破壞性的特點，是很重要的分子結(jié)構(gòu)分析手段。隨著各種拉曼技術(shù)的發(fā)展，拉曼光譜學(xué)已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于化學(xué)，材料，環(huán)境，考古以及生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域，并在多個領(lǐng)域得到了迅速的發(fā)展，為社會的發(fā)展和進步作出了巨大的貢獻。表面增強拉曼散射（SERS）是一種表面效應(yīng)，可提供吸附于或靠近于金屬表面分子的結(jié)構(gòu)信息，故可用于界面與表面吸附分子的排列取向及結(jié)構(gòu)研究。由于其高探測靈敏度、高分辨率、

2、水干擾小、可猝滅熒光。穩(wěn)定性好及適合研究界面等特點，被廣泛應(yīng)用于表面研究、吸附物界面的表面狀態(tài)研究、生物大分子的界面取向及構(gòu)型、構(gòu)象研究和結(jié)構(gòu)分析。
　　 氨基酸和短肽是構(gòu)成復(fù)雜多肽，蛋白質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)單元，也是人體維持正常生理功能所必需的元素。由于它們對于人體的不可或缺性，一直是醫(yī)學(xué)、電化學(xué)和生物無機化學(xué)非常感興趣的研究對象。本文利用拉曼光譜技術(shù)結(jié)合表面增強拉曼散射技術(shù)來研究氨基酸和短肽就是想通過掌握氨基酸和短肽分子結(jié)構(gòu)的相關(guān)信

3、息，從而建立一個用于研究蛋白質(zhì)構(gòu)型和構(gòu)象變化的短肽模型，進而深入研究復(fù)雜多肽和蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)特征，吸附取向和吸附方式。
　　 本論文包括以下五個部分：
　　 1.拉曼散射概述。介紹了拉曼光譜的基本原理，拉曼光譜的基本理論和發(fā)展，各種相關(guān)技術(shù)的發(fā)展以及拉曼光譜的應(yīng)用。
　　 2.表面增強拉曼散射（SERS）概述。介紹了表面增強拉曼光譜的基本原理，發(fā)現(xiàn)和發(fā)展過程以及增強基底的制備和應(yīng)用。
　　 3.利用常規(guī)拉曼

4、光譜和SERS表面增強拉曼光譜技術(shù)對氨基酸在銀膠顆粒表面吸附行為的研究。20種氨基酸中選取了芳香族氨基酸和脂肪族氨基酸為研究對象。利用表面增強拉曼光譜研究了芳香族氨基酸和脂肪族氨基酸在銀溶膠體系中吸附狀態(tài)和相互作用的特性，并對同類的氨基酸的光譜特征進行了分析比較。實驗結(jié)果表明，芳香族氨基酸的側(cè)鏈是強拉曼信號的，其中以側(cè)鏈和羧基在銀表面的化學(xué)吸附模式為主；脂肪族氨基酸則主要通過氨基和羧基吸附在銀表面上，相關(guān)的特征譜帶有一定的頻移。

5、　　 4.表面增強拉曼光譜研究甘氨酸二肽Gly-Gly與銀膠的相互作用。首先比較了甘氨酸Gly和甘氨酸二肽Gly-Gly的水溶液常規(guī)拉曼光譜和表面增強拉曼光譜，對相關(guān)特征譜帶進行了指認。以化學(xué)還原的方法制備了銀溶膠，通過測定甘氨酸二肽Gly-Gly在不同檢測時間，不同的pH值下的表面增強拉曼光譜的變化，探討了Gly-Gly在納米銀襯底上的吸附狀態(tài)和相互作用的特性，結(jié)果表明，在Gly-Gly與銀膠混合后5min檢測得到的光譜與10min

6、到3天檢測得到的光譜有很大的不同，Gly-Gly的表面增強拉曼光譜是隨著時間變化的。Gly-Gly與納米銀的作用是通過氨基、羧基和酰胺鍵與銀的物理，化學(xué)吸附，其吸附隨著pH值的變化而變化。
　　 5.亮氨酸二肽Leu-Leu和谷胱甘肽GSH的常規(guī)拉曼和表面增強拉曼研究。本文報道了亮氨酸二肽（Leu-Leu）和谷胱甘肽（GSH）的常規(guī)拉曼光譜和在銀膠基底上的表面增強拉曼光譜（SERS），并對它們的拉曼特征譜帶進行了初步的指認和歸屬