SERS技术对香豆素和环丙沙星作用特性的定性或定量研究

来源 :西南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hanfenng
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
拉曼光谱(Raman spectra)的得名源于它是由印度科学家拉曼等研究人员所发现的。拉曼光谱属于非弹性散射,可得到关于分子振动或转动等相关信息,可作为研究分子结构的一种方法。但是拉曼光谱在实际应用中仍然有很大的局限性,这主要是因为首先拉曼效应很弱,其次是对样品的测试条件要求苛刻。表面增强拉曼光谱(Surface-enhanced Raman Spectroscopy,SERS)是指检测物分子附着在银、金、铜等粗糙金属表面时(一般指贵金属),能产生相应的增强效应,其增强程度高达常规拉曼信号的105-108倍。表面增强拉曼光谱在医学、药学、环境检测、食品检测等多个领域都有着广泛的应用,这主要是有赖于自身的优势,第一是SERS技术降低了对样品的要求,第二是因为SERS检测不受溶剂水的拉曼峰干扰,还弥补了常规拉曼光谱灵敏度低这一缺点,除此之外,表面增强拉曼光谱技术还具有分析时间短,无损检测样品等优点。鉴于SERS技术的分析优势,本论文主要利用SERS技术,对香豆素和环丙沙星作用特性定性或定量研究。将银纳米粒子作为基底,考察香豆素与蛋白之间的作用,为后续同时研究多种增香剂与蛋白之间的相互作用提供了新思路。同时利用SERS技术,对实际样品中的香豆素含量进行定量检测,结合L9(34)正交设计实验,确定检测香豆素最佳条件,为化妆品业检测非法添加物提供了参考。最后以金纳米粒子为基底,运用SERS技术定性研究环丙沙星,探讨环丙沙星与氨茶碱之间的作用,对于临床药物的混合使用而言是有必要的。本论文的主要内容包括以下四个部分:(1)简单介绍拉曼光谱与表面增强拉曼光谱的发展史、发展背景、基本原理、相关特征,以及近年来SERS技术在多方领域的运用研究进展。(2)以银纳米粒子为基底,对香豆素进行了常规拉曼测试和表面增强拉曼光谱测试,结果显示,银纳米基底具有较好的拉曼增强效应,并归属了香豆素的拉曼特峰,同时优化了牛血清白蛋白(Bovine serum albumin,BSA)与银纳米粒子的混合体积比,结果显示二者体积比为1:3混合时,BSA的拉曼增强信号最佳。实验研究了香豆素溶液与BSA之间的作用,香豆素溶液与BSA混合后,对该混合溶液进行了拉曼测试,结果表明,由于BSA的加入,导致香豆素的多处拉曼位移发生红移,主要体现在香豆素的525cm-1,675 cm-1和1327cm-1处,香豆素的C-O不对称伸缩振动及C=O的伸缩振动也造成多处拉曼位移的改变,例如1184 cm-1、1230 cm-1、1327 cm-1和1563 cm-1处拉曼信号下降;847 cm-1、897 cm-1、1488 cm-1拉曼峰消失,此外香豆素的骨架振动也受到了影响。对比香豆素的SERS,加入BSA混合后,此时香豆素的SERS信号明显减弱,很可能是香豆素分子的平面结构插入到BSA的α-螺旋结构,由于香豆素分子中的π-π非共价键堆积作用,导致香豆素中的芳环的π电子密度发生变化,进一步引起能量发生变化。这种快速便捷的分析方法,给其他增香剂与蛋白质相互作用的深入研究提供了参考,在其他领域也值得推广。(3)SERS技术与L9(34)正交设计实验相结合,对化妆品中香豆素进行定量检测。本实验通过对香豆素标准溶液的SERS图分析,确定了香豆素定量计算的依据,同时探讨了该特征峰的稳定性和选择性。优化了香豆素的检测条件,确定香豆素的最佳检测条件。在最佳实验条件下,建立663cm-1的拉曼峰强度对应质量浓度的标准曲线,结果表明SERS方法对香豆素的检测在0.1~100 mg/L质量浓度范围内有较好的线性响应,相关系数R2为0.99,检出限低于0.2 mg/L。该方法灵敏度高、准确度较好,鉴于此,该方法用于散粉、唇膏、口红中香豆素含量检测,回收率在84%~105%之间,相对标准偏差不超过8%。(4)根据密度泛函理论(Density function theory,DFT)的B3LYP/6-31G(d,p)基组计算环丙沙星(Ciprofloxacin,CIP)的拉曼峰,测得了环丙沙星溶液的SERS,结果发现,以金纳米粒子作为活性基底,环丙沙星溶液的拉曼峰有较好的增强效果。本实验并对环丙沙星的拉曼峰进行了全面的归属。利用SERS技术研究环丙沙星与氨茶碱之间的相互作用,探究了结合时间对氨茶碱与环丙沙星混合物的影响。结果表明随着结合时间的延长,两者之间的作用力加强,环丙沙星的部分拉曼峰消失。而且随着加入氨茶碱量的不断增加,环丙沙星的分子结构受到较大影响,其拉曼信号减弱,多处拉曼峰发生改变,主要是1184 cm-1处的吡嗪环、1252 cm-1的C-F、1627 cm-1处的C=C以及1458 cm-1处O-C-O的振动频率发生了变化,氨茶碱含量的增加的越多,对环丙沙星结构的影响更为严重,当氨茶碱的量超过22.5 mg/L时,除1384 cm-1处有微弱信号出现外,几乎无其他峰出现。本实验利用SERS技术,考察氨茶碱与环丙沙星之间的相互作用,为其药理研究提供了参考。
其他文献
1920年5月1日前后,李大钊在多个有影响力的报刊发表了《"五一"(May Day)运动史》一文,开启了马克思列宁主义早期传播同中国工人运动相结合的重要尝试,被誉为"中国‘五一’运
目前,全球气候持续恶化所带来的环境问题逐渐加剧,对清洁能源如氢能的开发与利用也逐渐成为能源研究领域的重要方向之一,探索高产氢率、温和反应条件以及较低CO选择性的制氢方法成为众多科研学者研究的主要内容。在众多制氢方法中,甲醇水蒸气重整制氢技术因具有如上特点脱颖而出。本课题组前期以水滑石层状复合金属材料为前驱体,将其焙烧后得到比表面积较大、机械强度较好的氧化物载体,再利用浸渍法制备Cu基催化剂,确定了
Al2O3陶瓷具有良好的高温性能,耐磨性,绝缘性和抗腐蚀性等优点。金属Nb作为耐火材料,拥有比较好的热强性能、加工性能和耐腐蚀性。将Al2O3陶瓷与Nb两种材料连接起来,可以实现
油茶籽油来源于山茶属植物油茶(Camellia oleifera Abel.)的种子,富含不饱和脂肪酸以及甾醇、角鲨烯、生育酚等天然活性成分,具有预防高血压,冠心病,动脉粥样硬化等疾病的功效
党的十九大报告提出,全党要“不断增强党的政治领导力、思想引领力、群众组织力、社会号召力”,基层党组织“要以提升组织力为重点,突出政治功能”.提高基层党组织的领导力和
电荷态是研究离子与固体相互作用的重要方面之一,如电子俘获、电离和激发,以及快离子的能量沉积等现象都与入射离子的电荷态及其在靶体内的演化密切相关。其涉及到离子束驱动
高温防隔热问题自上世纪开始便得到国内外的广泛关注,随着高超声速飞行器的不断发展,各国对防隔热体系所用材料的性能要求也越来越高。纤维基多孔陶瓷的内、外部三维结构直接
氮化碳(g-C3N4)聚合物由于具有可见光响应的能力,独特的电子结构、易于调控的能带结构,并且是一种只含碳氮元素的有机半导体聚合物,被广泛应用于光催化产氢、光催化降解等领域,
当今世界能源问题日益严重,国内外科学工作者竭尽所能寻找清洁能源来代替化石燃料。析氢反应(HER)、析氧反应(OER)和氧还原反应(ORR)在清洁能源器件的设计中举足轻重。近年来过渡金
随着经济发展水平的不断提高,越来越多的人们选择用货机来运输货物。货机的运输效率是衡量民用货机的运输性能是否优越的重要指标之一,而影响货机运输效率的主要因素是装载系