拉曼光谱在离子检测、手性识别及结构分析领域的应用

发布时间：2019-11-14 00:55

【摘要】：拉曼光谱是一种重要的检测分子及其结构信息的技术手段,随着拉曼分析技术的进步与发展,拉曼光谱以其灵敏、便捷、无损、高选择性等优点在众多科学研究领域、生产生活方面都发挥着不可替代的作用。本文以拉曼光谱为分析手段,结合其他技术,如疏水表面、表面增强等,研究了拉曼光谱在钾离子检测、手性识别及结构分析领域的相关应用,拓展了拉曼分析技术的应用场景。论文主要包括以下三个方面:1)基于拉曼光谱的血清中钾离子的检测钾离子是生命体系中重要的阳离子,广泛存在于动物界、植物界和细胞内外,其本身不具有拉曼活性,但能够与具有拉曼活性的亚硝酸钴钠发生特征反应。在与钾离子反应后,亚硝酸钴钠位于837 cm-1处的特征峰位移到827 cm-1处,将此特征反应与疏水表面结合,利用疏水表面的浓缩特性,将络合后的亚硝酸钴钠钾分子在疏水表面进行富集,以拉曼光谱技术实现了对钾离子的检测,将此方法应用到血清体系中,可实现对0.10 m M至50.00 m M范围内血清中钾离子的线性检测。2)利用表面增强拉曼光谱研究对巯基苯硼酸(4-MPBA)在不同p H环境中的结构变化4-MPBA的分子结构及其在金属基底表面的吸附方式很容易受环境p H的影响。利用SERS光谱研究了4-MPBA分子的结构及其在银纳米粒子表面的吸附方式随环境p H值的变化:在酸性条件下,分子以近乎平行于基底的方向吸附在纳米粒子基底表面,随着p H的增加,分子逐渐呈直立趋势;当p H达到6时,分子开始水解,当p H达到分子的p Ka时,分子近乎水解完全;随着体系碱性程度的加深,分子逐渐以硼酸酸酐的形式吸附在银纳米粒子表面。此研究为以巯基苯硼酸为基础的研究提供了理论依据。3)基于分子间氢键的手性醇分子的对映体识别手性对映体的识别具有重要的意义,我们提出了一种以SERS技术为基础的、非手性标记的对映体识别方法。构筑了Ag-MPBA组装体系,当组装体系位于不同的手性对映体环境时,MPBA分子与手性对映体之间会形成氢键,不同的手性对映体与MPBA分子间形成的氢键存在差异,在SERS谱图中表现为相对强度的不同,且在多个手性醇体系中都可以观察到此现象,说明利用SERS技术进行手性对映体识别具有一定的普适性。这种非手性标记的,且不引入圆偏振光的手性识别方法对手性分子的研究具有重要的意义。4)以纳米级Cu_(2 x) S材料作为基底进行检测的方法制备了具有红外及近红外区等离子体吸收的纳米级Cu_(2 x)S材料,并以此为基底,在红外及近红外区对探针分子进行了表面增强拉曼光谱的检测。为获取材料表面分子结构及分子间相互作用提供了新的方法。
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：O657.37

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本文编号：2560566