吸附于Ag-Si-NPA上DNA堿基的表面增強拉曼散射研究.pdf

1、DNA是生物體遺傳信息的載體，而四種堿基（腺嘌呤、鳥嘌呤、胞嘧啶、胸腺嘧啶）是DNA的主要組成部分，它們在基因的復制和表達中起著重要的作用。因此，堿基的性質一直是生物和化學領域的重要研究內容之一。近年來，人們試圖用各種現(xiàn)代研究手段力求從分子水平來了解與DNA有關的各種生命過程。要獲得較好的生物分子的普通拉曼散射譜需要相對較高的濃度，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。表面增強拉曼散射(SERS)效應的發(fā)現(xiàn)為生物分子的研究開辟了一個新領域。SERS技術能夠大大提高被分析物質的拉曼散射強度，因此具有很高的靈敏度。目前，SERS已經可以達到單分子檢測的靈敏度，并被廣泛的應用到諸多領域中。SERS效應的獲得基于粗糙的金屬表面，因此SERS在任何領域的應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，并在此基礎上對組成DNA的四種堿基進行探測，對各堿基在基底表面的吸附行為進行

3、分析。主要取得以下研究成果:
　　 一、以Ag/Si-NPA為SERS活性基底，對室溫下不同濃度的鳥嘌呤(G)，胞嘧啶(C)，胸腺嘧啶(T)進行了SERS探測，確定了Ag/Si-NPA對各種堿基的極限探測濃度。實驗表明，Ag/Si-NPA活性基底對這三種堿基的探測分別可達到10-7mol/L，10-9mol/L，10-8mol/L，均接近文獻報道的最低濃度，證明了Ag/Si-NPA活性基底對探測DNA堿基的有效性。
　　

4、 二、通過將三種堿基的SERS光譜與其相應粉末樣品的普通拉曼光譜進行比較，結合表面選擇定則，分析了堿基在基底表面的吸附行為;并通過將各堿基在不同濃度下SERS光譜進行比較，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;各堿基均通過氮原子(N)和羰基(C=O)與基底結合。

5、r>　　 三、以配對堿基腺嘌呤(A)和胸腺嘧啶(T)為目標分子，對其在Ag/Si-NPA活性基底上的共吸附行為進行研究。實驗發(fā)現(xiàn)將兩種堿基進行同濃度混合，兩種堿基的SERS信號強度均遠小于同濃度下對它們分別探測的SERS信號強度，而胸腺嘧啶的SERS信號基本消失。這表明腺嘌呤和胸腺嘧啶之間A-T氫鍵的結合強度要強于與基底的結合，而二者結合成堿基對后是以腺嘌呤一側與基底吸附。通過將兩種堿基錯級配置吸附，發(fā)現(xiàn)當胸腺嘧啶與腺嘌呤的比例達到1