SERS技術(shù)對(duì)香豆素和環(huán)丙沙星作用特性的定性或定量研究
發(fā)布時(shí)間:2021-08-20 03:07
拉曼光譜(Raman spectra)的得名源于它是由印度科學(xué)家拉曼等研究人員所發(fā)現(xiàn)的。拉曼光譜屬于非彈性散射,可得到關(guān)于分子振動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)等相關(guān)信息,可作為研究分子結(jié)構(gòu)的一種方法。但是拉曼光譜在實(shí)際應(yīng)用中仍然有很大的局限性,這主要是因?yàn)槭紫壤?yīng)很弱,其次是對(duì)樣品的測(cè)試條件要求苛刻。表面增強(qiáng)拉曼光譜(Surface-enhanced Raman Spectroscopy,SERS)是指檢測(cè)物分子附著在銀、金、銅等粗糙金屬表面時(shí)(一般指貴金屬),能產(chǎn)生相應(yīng)的增強(qiáng)效應(yīng),其增強(qiáng)程度高達(dá)常規(guī)拉曼信號(hào)的105-108倍。表面增強(qiáng)拉曼光譜在醫(yī)學(xué)、藥學(xué)、環(huán)境檢測(cè)、食品檢測(cè)等多個(gè)領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用,這主要是有賴于自身的優(yōu)勢(shì),第一是SERS技術(shù)降低了對(duì)樣品的要求,第二是因?yàn)镾ERS檢測(cè)不受溶劑水的拉曼峰干擾,還彌補(bǔ)了常規(guī)拉曼光譜靈敏度低這一缺點(diǎn),除此之外,表面增強(qiáng)拉曼光譜技術(shù)還具有分析時(shí)間短,無(wú)損檢測(cè)樣品等優(yōu)點(diǎn)。鑒于SERS技術(shù)的分析優(yōu)勢(shì),本論文主要利用SERS技術(shù),對(duì)香豆素和環(huán)丙沙星作用特性定性或定量研究。將銀納米粒子作為基底,考察香豆素與蛋白之間的作用,為后續(xù)同時(shí)研究多種增香劑與蛋白之間的相互作用...
【文章來(lái)源】:西南大學(xué)重慶市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:74 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
瑞利散射和拉曼散射示意圖
第1章緒論3的強(qiáng)度。拉曼光譜儀通常記錄的都是斯托克斯線[31-33]。斯托克斯與反斯托克斯散射光的頻率與激發(fā)光源頻率之差Δν,Δν統(tǒng)稱為拉曼位移(RamanShift)。它主要取決于分子振動(dòng)能級(jí)的變化,化學(xué)鍵不同,基態(tài)的振動(dòng)方式不同,決定了其能級(jí)間的能量變化不一樣,因此與之相對(duì)應(yīng)的拉曼位移是特征的,為拉曼光譜進(jìn)行分子結(jié)構(gòu)定性分析提供了理論依據(jù)。圖1.2拉曼散射能級(jí)示意圖Fig1.2Schematicdiagramofenergytransition1.1.3拉曼光譜的特點(diǎn)拉曼光譜和紅外光譜的相同點(diǎn)主要是都能提供化合物中官能團(tuán)和化學(xué)鍵的信息,不同點(diǎn)在于雖然兩者在提供的分子信息相似,但二者在機(jī)制和原理不同。分子在振動(dòng)過(guò)程中導(dǎo)致極化率的改變,分子極化率的變化使得拉曼光譜得以產(chǎn)生。而在振動(dòng)過(guò)程中,分子偶極矩的變化讓紅外光譜應(yīng)運(yùn)而生。比如對(duì)于非極性分子而言,它們之間不存在偶極矩但存在極化率,因此有明顯的拉曼響應(yīng)而無(wú)紅外響應(yīng),對(duì)于含有極性鍵的非極性分子而言,則同時(shí)具有這兩種響應(yīng)。拉曼光譜與紅外光譜二者聯(lián)用,廣泛應(yīng)用于生物、生物醫(yī)學(xué)、半導(dǎo)體材料等多個(gè)領(lǐng)域,在科學(xué)研究中發(fā)揮著重要作用。相比于其他光譜而言,拉曼光譜也有其顯著特點(diǎn),主要有以下幾點(diǎn):(1)樣品預(yù)處理簡(jiǎn)單,測(cè)試水溶液時(shí),紅外光譜對(duì)于水溶液需要特別制樣,而對(duì)于拉曼光譜來(lái)說(shuō),克服了這一困難。(2)拉曼光譜檢測(cè)是一種無(wú)損檢測(cè)手段,加上激發(fā)光源穩(wěn)定性好,方向性好等優(yōu)點(diǎn),因此廣泛應(yīng)用在古玩字畫(huà)的鑒別方面,與此同時(shí)拉曼光譜技術(shù)在刑偵證物的檢測(cè)上也有一定的運(yùn)用。(3)拉曼光譜顯示的是窄波段,一般在10cm-1-20cm-1之間,更窄的光譜寬度,減輕了不同物質(zhì)之間的光譜峰重疊問(wèn)題,并且提高多重檢測(cè)的能力。其次是因?yàn)槔庾V出峰清晰度較好,拉曼峰表示的是每個(gè)分子?
第2章納米銀為基底的表面增強(qiáng)拉曼光譜研究香豆素與BSA的相互作用15第2章納米銀為基底的表面增強(qiáng)拉曼光譜研究香豆素與BSA的相互作用2.1引言香豆素作為增香劑的一種,通常被廣泛使用于食品和化妝品等行業(yè)[139-140]。而動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明香豆素是一種高毒性的內(nèi)酯類化合物,具有致癌性[141]。毒理研究發(fā)現(xiàn)香豆素在人體的含量達(dá)到一定量時(shí),會(huì)給肝臟帶來(lái)一定的傷害[142],歐洲部分國(guó)家對(duì)香豆素的添加量做了規(guī)定[143-144]。牛血清白蛋白(BovineSerumAlbumin,BSA)是一種單鏈結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì),既能與親水性分子結(jié)合,也能和疏水性物質(zhì)結(jié)合[145-146],加之牛血清白蛋白與人血清白蛋白在結(jié)構(gòu)與性能上有一定的相似性,把它放到模擬人體環(huán)境中研究生物效應(yīng)機(jī)理具有一定的指導(dǎo)意義[147]。目前科研工作人員對(duì)香豆素的研究也做了大量的工作,楊樹(shù)平[148]等人用熒光光譜法研究了不同溫度下配合物與牛血清白蛋白(BSA)的相互作用;陳愛(ài)菊[149]運(yùn)用紫外-可見(jiàn)分光光度法(UV-vis)以及熒光光譜法等探討了香豆素類抗癌藥物與環(huán)糊精及牛血清白蛋白在水溶液中的相互作用;Ahobini,J[150]團(tuán)隊(duì)研究了人血清白蛋白與合成香豆素類的相互作用;劉雪鋒[151]等人利用熒光光譜(FS)、紫外光譜(UV)法研究了牛血清白蛋白(BSA)與三種中藥中香豆素小分子的相互作用。而SERS分析手段較上述方法而言,具有背景干擾小,分析時(shí)間短,操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。以銀納米粒子為基底,首次運(yùn)用SERS技術(shù)考察香豆素與牛血清白蛋白(BSA)的相互作用,從分子的層面,更加深入地了解香豆素的藥效機(jī)理。圖2.1香豆素的結(jié)構(gòu)圖Fig.2.1StructureofCoumarin
本文編號(hào):3352686
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【文章頁(yè)數(shù)】:74 頁(yè)
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瑞利散射和拉曼散射示意圖
第1章緒論3的強(qiáng)度。拉曼光譜儀通常記錄的都是斯托克斯線[31-33]。斯托克斯與反斯托克斯散射光的頻率與激發(fā)光源頻率之差Δν,Δν統(tǒng)稱為拉曼位移(RamanShift)。它主要取決于分子振動(dòng)能級(jí)的變化,化學(xué)鍵不同,基態(tài)的振動(dòng)方式不同,決定了其能級(jí)間的能量變化不一樣,因此與之相對(duì)應(yīng)的拉曼位移是特征的,為拉曼光譜進(jìn)行分子結(jié)構(gòu)定性分析提供了理論依據(jù)。圖1.2拉曼散射能級(jí)示意圖Fig1.2Schematicdiagramofenergytransition1.1.3拉曼光譜的特點(diǎn)拉曼光譜和紅外光譜的相同點(diǎn)主要是都能提供化合物中官能團(tuán)和化學(xué)鍵的信息,不同點(diǎn)在于雖然兩者在提供的分子信息相似,但二者在機(jī)制和原理不同。分子在振動(dòng)過(guò)程中導(dǎo)致極化率的改變,分子極化率的變化使得拉曼光譜得以產(chǎn)生。而在振動(dòng)過(guò)程中,分子偶極矩的變化讓紅外光譜應(yīng)運(yùn)而生。比如對(duì)于非極性分子而言,它們之間不存在偶極矩但存在極化率,因此有明顯的拉曼響應(yīng)而無(wú)紅外響應(yīng),對(duì)于含有極性鍵的非極性分子而言,則同時(shí)具有這兩種響應(yīng)。拉曼光譜與紅外光譜二者聯(lián)用,廣泛應(yīng)用于生物、生物醫(yī)學(xué)、半導(dǎo)體材料等多個(gè)領(lǐng)域,在科學(xué)研究中發(fā)揮著重要作用。相比于其他光譜而言,拉曼光譜也有其顯著特點(diǎn),主要有以下幾點(diǎn):(1)樣品預(yù)處理簡(jiǎn)單,測(cè)試水溶液時(shí),紅外光譜對(duì)于水溶液需要特別制樣,而對(duì)于拉曼光譜來(lái)說(shuō),克服了這一困難。(2)拉曼光譜檢測(cè)是一種無(wú)損檢測(cè)手段,加上激發(fā)光源穩(wěn)定性好,方向性好等優(yōu)點(diǎn),因此廣泛應(yīng)用在古玩字畫(huà)的鑒別方面,與此同時(shí)拉曼光譜技術(shù)在刑偵證物的檢測(cè)上也有一定的運(yùn)用。(3)拉曼光譜顯示的是窄波段,一般在10cm-1-20cm-1之間,更窄的光譜寬度,減輕了不同物質(zhì)之間的光譜峰重疊問(wèn)題,并且提高多重檢測(cè)的能力。其次是因?yàn)槔庾V出峰清晰度較好,拉曼峰表示的是每個(gè)分子?
第2章納米銀為基底的表面增強(qiáng)拉曼光譜研究香豆素與BSA的相互作用15第2章納米銀為基底的表面增強(qiáng)拉曼光譜研究香豆素與BSA的相互作用2.1引言香豆素作為增香劑的一種,通常被廣泛使用于食品和化妝品等行業(yè)[139-140]。而動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明香豆素是一種高毒性的內(nèi)酯類化合物,具有致癌性[141]。毒理研究發(fā)現(xiàn)香豆素在人體的含量達(dá)到一定量時(shí),會(huì)給肝臟帶來(lái)一定的傷害[142],歐洲部分國(guó)家對(duì)香豆素的添加量做了規(guī)定[143-144]。牛血清白蛋白(BovineSerumAlbumin,BSA)是一種單鏈結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì),既能與親水性分子結(jié)合,也能和疏水性物質(zhì)結(jié)合[145-146],加之牛血清白蛋白與人血清白蛋白在結(jié)構(gòu)與性能上有一定的相似性,把它放到模擬人體環(huán)境中研究生物效應(yīng)機(jī)理具有一定的指導(dǎo)意義[147]。目前科研工作人員對(duì)香豆素的研究也做了大量的工作,楊樹(shù)平[148]等人用熒光光譜法研究了不同溫度下配合物與牛血清白蛋白(BSA)的相互作用;陳愛(ài)菊[149]運(yùn)用紫外-可見(jiàn)分光光度法(UV-vis)以及熒光光譜法等探討了香豆素類抗癌藥物與環(huán)糊精及牛血清白蛋白在水溶液中的相互作用;Ahobini,J[150]團(tuán)隊(duì)研究了人血清白蛋白與合成香豆素類的相互作用;劉雪鋒[151]等人利用熒光光譜(FS)、紫外光譜(UV)法研究了牛血清白蛋白(BSA)與三種中藥中香豆素小分子的相互作用。而SERS分析手段較上述方法而言,具有背景干擾小,分析時(shí)間短,操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。以銀納米粒子為基底,首次運(yùn)用SERS技術(shù)考察香豆素與牛血清白蛋白(BSA)的相互作用,從分子的層面,更加深入地了解香豆素的藥效機(jī)理。圖2.1香豆素的結(jié)構(gòu)圖Fig.2.1StructureofCoumarin
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