吸附于Ag-Si-NPA上DNA堿基的表面增強(qiáng)拉曼散射研究.pdf

1、DNA是生物體遺傳信息的載體，而四種堿基（腺嘌呤、鳥(niǎo)嘌呤、胞嘧啶、胸腺嘧啶）是DNA的主要組成部分，它們?cè)诨虻膹?fù)制和表達(dá)中起著重要的作用。因此，堿基的性質(zhì)一直是生物和化學(xué)領(lǐng)域的重要研究?jī)?nèi)容之一。近年來(lái)，人們?cè)噲D用各種現(xiàn)代研究手段力求從分子水平來(lái)了解與DNA有關(guān)的各種生命過(guò)程。要獲得較好的生物分子的普通拉曼散射譜需要相對(duì)較高的濃度，但是大部分生物分子的水溶性極低，而且生物分子樣品的分離也較困難，因此生物分子的普通拉曼光譜研究受到了一定的

2、限制。表面增強(qiáng)拉曼散射(SERS)效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)為生物分子的研究開(kāi)辟了一個(gè)新領(lǐng)域。SERS技術(shù)能夠大大提高被分析物質(zhì)的拉曼散射強(qiáng)度，因此具有很高的靈敏度。目前，SERS已經(jīng)可以達(dá)到單分子檢測(cè)的靈敏度，并被廣泛的應(yīng)用到諸多領(lǐng)域中。SERS效應(yīng)的獲得基于粗糙的金屬表面，因此SERS在任何領(lǐng)域的應(yīng)用都需要合適的活性基底。本文采用浸漬沉積法制備了Ag/Si-NPA活性基底，并在此基礎(chǔ)上對(duì)組成DNA的四種堿基進(jìn)行探測(cè)，對(duì)各堿基在基底表面的吸附行為進(jìn)行

3、分析。主要取得以下研究成果:
　　 一、以Ag/Si-NPA為SERS活性基底，對(duì)室溫下不同濃度的鳥(niǎo)嘌呤(G)，胞嘧啶(C)，胸腺嘧啶(T)進(jìn)行了SERS探測(cè)，確定了Ag/Si-NPA對(duì)各種堿基的極限探測(cè)濃度。實(shí)驗(yàn)表明，Ag/Si-NPA活性基底對(duì)這三種堿基的探測(cè)分別可達(dá)到10-7mol/L，10-9mol/L，10-8mol/L，均接近文獻(xiàn)報(bào)道的最低濃度，證明了Ag/Si-NPA活性基底對(duì)探測(cè)DNA堿基的有效性。
　　

4、 二、通過(guò)將三種堿基的SERS光譜與其相應(yīng)粉末樣品的普通拉曼光譜進(jìn)行比較，結(jié)合表面選擇定則，分析了堿基在基底表面的吸附行為;并通過(guò)將各堿基在不同濃度下SERS光譜進(jìn)行比較，分析了堿基在基底表面的吸附取向隨濃度的變化。研究表明，三種堿基在濃度較高時(shí)均略微傾斜地吸附在基底表面，但傾斜程度有所不同，同濃度下胸腺嘧啶更趨向于平行吸附;各堿基隨著濃度降低，傾斜程度均有所增加，趨向于平行吸附;各堿基均通過(guò)氮原子(N)和羰基(C=O)與基底結(jié)合。

5、r>　　 三、以配對(duì)堿基腺嘌呤(A)和胸腺嘧啶(T)為目標(biāo)分子，對(duì)其在Ag/Si-NPA活性基底上的共吸附行為進(jìn)行研究。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)將兩種堿基進(jìn)行同濃度混合，兩種堿基的SERS信號(hào)強(qiáng)度均遠(yuǎn)小于同濃度下對(duì)它們分別探測(cè)的SERS信號(hào)強(qiáng)度，而胸腺嘧啶的SERS信號(hào)基本消失。這表明腺嘌呤和胸腺嘧啶之間A-T氫鍵的結(jié)合強(qiáng)度要強(qiáng)于與基底的結(jié)合，而二者結(jié)合成堿基對(duì)后是以腺嘌呤一側(cè)與基底吸附。通過(guò)將兩種堿基錯(cuò)級(jí)配置吸附，發(fā)現(xiàn)當(dāng)胸腺嘧啶與腺嘌呤的比例達(dá)到1