【摘要】：拉曼(Raman)光譜技術(shù)是研究晶體或分子結(jié)構(gòu)的一種重要工具.它能夠快速獲得分子振動(dòng)的固有頻率、分子對(duì)稱性及分子內(nèi)部作用力、表面處理、界面反應(yīng)等較為豐富的信息.由于普通拉曼散射信號(hào)強(qiáng)度非常弱,靈敏度低,而限制了其在低檢測(cè)限獲取信息的能力.為了獲得無干擾、高質(zhì)量的拉曼光譜圖,人們先后發(fā)展了激光拉曼光譜、傅立葉變換拉曼光譜(FT-Raman),表面增強(qiáng)拉曼散射(SERS)光譜、共振拉曼光譜、時(shí)間分辨拉曼光譜等新技術(shù).表面增強(qiáng)拉曼散射(SERS)效應(yīng)是指在特殊制備的一些金屬良導(dǎo)體表面或溶膠中,吸附子的拉曼散射信號(hào)比普通拉曼散射信號(hào)大大增強(qiáng)的現(xiàn)象.由于其高探測(cè)靈敏度、高分辨率、水干擾小、可猝滅熒光、穩(wěn)定性好及適合研究界面等特點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于表面研究、吸附物界而表面狀態(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)分析等.本文應(yīng)用Raman光譜及SERS研究了幾類含羧基結(jié)構(gòu)的生物分子,其中包括:幾種蛋白質(zhì)氨基酸、DNA、抗癌藥物、莽草酸.分別獲得其Raman光譜及SERS;根據(jù)SERS選律和作用機(jī)理,推測(cè)了幾種含羧基結(jié)構(gòu)的生物分子在銀粒子和金/銀核-殼復(fù)合粒子兩種基底表面的作用方式、吸附狀態(tài)及其不同濃度pH值下的變化規(guī)律.另外,利用拉曼光譜探討了幾種蛋白質(zhì)氨基酸與九芴甲氧羰基(Fmoc)的復(fù)合物分子內(nèi)對(duì)應(yīng)基團(tuán)的振動(dòng)情況.1.支鏈氨基酸在金/銀核-殼復(fù)合納米粒子上的FT-Raman光譜及其SERS研究 獲得了亮氨酸,異亮氨酸及纈氨酸三種支鏈氨基酸的Raman光譜及其在金/銀核-殼復(fù)合粒子基底表面的SERS光譜;由此結(jié)合金/銀核-殼復(fù)合粒子基底的特性和SERS機(jī)制,探討了三種支鏈氨基酸此基底表面不同的作用方式及其吸附模式.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:支鏈氨基酸不同的SERS及其在金/銀核-殼復(fù)合粒子基底表面不同的吸附狀態(tài)主要為分子內(nèi)對(duì)應(yīng)的支鏈甲基的不同振動(dòng)模式所致,而羧基在三種分子結(jié)構(gòu)中都明顯的與金銀復(fù)合粒子產(chǎn)生了作用.又由于金/銀核-殼復(fù)合粒子基底均一性和高SERS增強(qiáng)因子,尤其在不同濃度及pH值條件下,致使三種分子在其表面的SERS和吸附差異更為突出.2.抗癌藥物與DNA相互作用的SERS研究 選擇了三種含羧基或羧基變異結(jié)構(gòu)的抗癌藥物:卡鉑、阿霉素和博萊霉素作為探針,研究了三種抗癌藥物各自的拉曼光譜,在具有較強(qiáng)的SERS增強(qiáng)因子的銀粒子基底表面的SERS;對(duì)拉曼峰進(jìn)行了歸屬,通過對(duì)比研究三種抗癌藥物與DNA相互作用的SERS,考察了三種抗癌藥物與DNA在銀粒子表面相互作用的情況及其影響變化.對(duì)抗癌藥物的體外篩選提供有意義的參考.3.SERS研究含環(huán)狀結(jié)構(gòu)的氨基酸在銀膠中的吸附狀態(tài) 通過對(duì)比苯丙氨酸、組氨酸、色氨酸三種帶環(huán)狀結(jié)構(gòu)的氨基酸的Raman光譜,分析了羧基在不同分子結(jié)構(gòu)中的振動(dòng)峰位差異;以及獲得了三種氨基酸分子在銀粒子表面的SERS,結(jié)合SERS機(jī)理推測(cè)了三種環(huán)狀結(jié)構(gòu)氨基酸的吸附狀態(tài),尤其分子結(jié)構(gòu)中羧基的振動(dòng)峰位及吸附差異.最后探討了氨基酸與銀膠的不同作用模式及其不同濃度,pH值對(duì)吸附狀態(tài)的影響.4.莽草酸的FT-IR、FT-Raman光譜及SERS研究 莽草酸為我國盛產(chǎn),是目前治療H5N1高致病性禽流感唯一證實(shí)有效的藥物“達(dá)菲”的合成原料.莽草酸還具有其它許多生物藥性如抗炎、鎮(zhèn)痛作用.莽草酸的分子結(jié)構(gòu)為一個(gè)羧基和三個(gè)羥基取代在環(huán)己烯環(huán)結(jié)構(gòu)上,本文測(cè)得了莽草酸的Raman光譜,推測(cè)了各峰位對(duì)應(yīng)的基團(tuán)擾動(dòng);同時(shí)考察了莽草酸在銀粒子表面的吸附狀態(tài),尤其羧基的吸附機(jī)理和所受濃度,pH值的影響.為進(jìn)一步研究莽草酸在新型藥物合成、開發(fā)及其與底物作用機(jī)制等方面提供了十分有益參考.5.Fmoc-氨基酸的振動(dòng)光譜 獲得了Fmoc-基團(tuán)與亮氨酸,異亮氨酸,蛋氨酸,苯丙氨酸和纈氨酸五種氨基酸分子復(fù)合物的FT-Raman光譜,并對(duì)其中各特殊振動(dòng)峰位進(jìn)行了歸屬、指認(rèn);由此,推測(cè)了Fmoc-基團(tuán)與五種氨基酸分子的復(fù)合物中的各特殊基團(tuán)的振動(dòng)模型,尤其對(duì)羧基的振動(dòng)情況進(jìn)行了歸納.為進(jìn)一步研究氨基酸及其它生物分子提供參.