表面增强拉曼光谱研究DNA碱基与农药相互作用及适配体传感器的应用
[Abstract]:In this study, SERS was used to study the interaction between DNA bases and pesticides, and the detection of malathion by nucleic acid ligand biosensor. Bases are the main components of DNA, which are closely related to normal life activities such as growth, development, reproduction, mutation, canceration and other abnormal life activities. The study of the interaction between DNA bases and pesticides is helpful to understand the details of the interaction between pesticides and DNA at the molecular level. It is also helpful to understand the mechanism of toxicity, carcinogenesis and gene mutation. It is a valuable work to establish a rapid and specific method for the detection of pesticide residues by combining the aptamer with surface-enhanced Raman spectroscopy (SERS). Firstly, the SERS active pesticide residues were prepared by chemical reduction method. The SERS spectra of four DNA bases (adenine, guanine, cytosine, thymine) on silver were studied. The theoretical Raman spectra of the intramolecular bond vibrations were calculated by density functional theory (DFT) / B3LYP functional method, and compared with experimental NRS and SERS. The results show that the distance between adenine N and Ag decreases with the increase of the number of silver atoms, and the simulated spectra and experimental SERS are in better agreement with each other, and the static polarizability increases with the increase of the number of silver atoms. The results show that the N atoms on the adenine ring have charge transfer with silver. It lays a theoretical and experimental foundation for the further study of the interaction between single base molecule and pesticide molecule by Raman spectroscopy. Secondly, the cytosine is studied in detail by SERS method. The enhancement effect and adsorption behavior of Cy on Ag substrate were discussed by theoretical calculation and measured values. The effects of different adsorption time, concentration and pH on SERS spectra of Cy on Ag nanoparticles were investigated. It was found that pH had the greatest influence on SERS spectra. Cy molecules had two different isomers and three different types. Based on the morphological distribution of Cy molecule at different pH and the corresponding SERS variation law, combined with the charge distribution of Cy molecule calculated by DFT and the adsorption mechanism on the surface of silver substrate, the internal cause and adsorption mechanism of acid-base effect on the SRES spectrum of Cy molecule were discussed in detail. When the pH is higher than 11, N and Ag form coordination adsorption, while O and Ag form covalent adsorption. On this basis, UV (ultraviolet spectroscopy) and SERS were used to study the interaction between four DNA bases and thiophosphorus pesticide molecules in solution, mainly the interaction site and interaction strength were studied. The results showed that the amino-binding sites of the three amino groups in adenine, guanine and cytosine were mainly the amino-binding sites of thiophosphorus and the amino-binding sites of the three amino groups. In thymine, the effect of the amino-binding sites on the cyclic respiratory vibrations was mainly the effect of the amino-binding sites. The results of DFT calculation show that the closer the binding site to the base ring, the greater the influence on the Raman peak of ring vibration. Finally, a special kind of malathion was developed by using silver sol and aptamer. SERS method for anisotropy detection. Malathion was detected by the intensity of 1112 cm-1 in the two characteristic peaks of the aptamer-malathion binding target 1089,1112 cm-1. The results showed that it was linear in the range of 5 *10-7~1 *10-5 mol.L-1, and the linear equation was I=58.37C (*10-7 mol.L-1)+197.97, R2=0.9920. The feasibility and specificity of this method are verified by experiments. The method is simple, specific and has certain application value. It can be used for rapid and nondestructive detection of malathion in samples.
【学位授予单位】:浙江工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:O657.37;TQ450.1
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,本文编号:2243628
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