咖啡因表面增強(qiáng)拉曼光譜的研究.pdf

1、表面增強(qiáng)拉曼光譜（SERS）是一種分子光譜，因為每個分子產(chǎn)生的拉曼光譜譜頻移、強(qiáng)度與譜線形狀都直接與分子的振動和轉(zhuǎn)動相關(guān)，所以通過分析 SERS光譜，能獲得吸附于或靠近金屬表面分子的詳細(xì)的結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成的信息，而且SERS 技術(shù)克服了常規(guī)拉曼光譜靈敏度低和樣品熒光強(qiáng)的缺點，使得它作為一種極高靈敏度的分子檢測手段，在生物、物理、分析化學(xué)和醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。SERS的增強(qiáng)機(jī)理非常復(fù)雜，目前人們普遍認(rèn)為存在電磁場增強(qiáng)和電荷轉(zhuǎn)移增強(qiáng)兩種

2、機(jī)制。在本篇論文中，研究了咖啡因在硼氫化鈉（NaBH4）還原的銀溶膠體系的SERS 光譜，并依據(jù) SERS 作用機(jī)理初步分析了咖啡因在NaBH4還原的銀溶膠的吸附作用特點和規(guī)律，分析了氯離子的在銀溶膠體系所起的作用，為用SERS 光譜技術(shù)對咖啡因進(jìn)行藥物分析和痕量提供重要信息，并對深入探討甲基黃嘌呤類藥物的SERS 光譜和作用機(jī)理也極為重要。本文主要進(jìn)行了與之相關(guān)的研究探討工作可分為四部分：
　　 （一）從理論上分析介紹了常規(guī)拉

3、曼技術(shù)及其原理。詳細(xì)研究了表面增強(qiáng)拉曼光譜的物理和化學(xué)增強(qiáng)等各種模型。并介紹了SERS一些常用的活性基底及其優(yōu)點和缺點。
　　 （二）以咖啡因作為探針分子，氯化鈉作為凝聚劑，研究了用硼氫化鈉還原銀溶膠的咖啡因的表面增強(qiáng)拉曼散射光譜（SRES）信號相對強(qiáng)度在不同濃度的銀粒子和氯化鈉的變化規(guī)律，實驗研究表明咖啡因的SERS 相對強(qiáng)度隨著銀溶膠和氯化鈉的濃度的增大呈現(xiàn)出先增大后減弱的趨勢，兩者的濃度混合比例合適才能產(chǎn)生較佳的SERS

4、信號，過高或過低都不利于 SERS 信號的產(chǎn)生。并且當(dāng)加入氯化氫后，咖啡因 SERS 強(qiáng)度明顯增大，出現(xiàn)了1393 cm-1的新增強(qiáng)峰。
　　 （三）比較研究了咖啡因的普通拉曼光譜與其SERS光譜，并根據(jù)SERS的表面選擇定律，討論了咖啡因分子在銀表面的吸附規(guī)律和特點，咖啡因是分別通過N-CH3 和C-N 基團(tuán)共同化學(xué)吸附到銀表面的，分子平面與銀表面平行。其 SERS光譜特點表明增強(qiáng)機(jī)制以化學(xué)增強(qiáng)為主。此外，還探討了氯離子對咖啡

5、因 SERS光譜的影響。研究表明，向吸附分子--銀溶膠體系加入氯離子，一般會造成SERS 信號的進(jìn)一步增強(qiáng)，普遍認(rèn)為這是氯離子加劇了膠體的凝聚程度所導(dǎo)致的。我們的實驗研究發(fā)現(xiàn)，向咖啡因銀溶膠體系加入氯離子后確實顯著提高了SERS信號，但是這種提高是對拉曼峰是有選擇性的，對化學(xué)增強(qiáng)的效果更顯著，因此推測氯離子是在的作用位點應(yīng)該是在金屬表面與樣品分子所形成的金屬離子鍵處，具有短程性。
　　 （四）對比分析了本實驗所得的硼氫化鈉還原的