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柯衣定是一种工业偶氮染料,但却被一些不法商贩用于食品色素,柯衣定的检测有利于食品安全的保障。替加氟(Tegafur,简称替加氟)是一种能阻止肿瘤细胞嘧啶类核苷酸形成的抗代谢药物,为抗肿瘤药物5-氟尿嘧啶的衍生物。人血清白蛋白(Human Serum Albumi,简称HSA)是血浆中含量最丰富的蛋白之一,它能够储存和运输内源物质和外源物质。通常,药物进入血浆后,首先与血清白蛋白结合,然后再被运输到身体的各部位发挥相对应的药效及药理作用。因此,从分子水平上研究血清白蛋白与药物小分子相互作用的结合机制,不仅有利于人们了解药物的转运和代谢过程,指导临床合理用药,而且对于进行药物分子设计、开发新药等也具有重要的指导意义。 表面增强拉曼散射(Surface-enhanced Raman Scattering,简称SERS)是一种可提供吸附于或靠近于金属表面分子的结构信息表面光谱技术,并因其具有高灵敏度、高分辨率、水干扰小、可猝灭荧光以及稳定性好等特点而被广泛地应用。 本篇文章中,我们主要研究不同形态石墨烯金纳米粒子的制备、表征及其SERS效应,并且采用拉曼技术,来分析替加氟分子的结构及其与人血清白蛋白的相互作用。本论文的主要内容和创新点主要包括: (1)简要介绍了拉曼光谱技术的原理、特点以及拉曼光谱测试系统,同时介绍了表面增强拉曼光谱的增强机制,活性基底的制备方法以及其应用。 (2)本文利用表面活性剂溴化十六烷基三甲铵(CTAB)辅助的“种子生长法”和“原位自组装法”合成了长径比分别为2.5,3,4石墨烯金纳米棒。研究结果显示:石墨烯表面上的纳米颗粒充当着“垫片”的作用,增加了临近碳原子的间距,减弱了相邻石墨烯片之间的范德华力,从而阻止了石墨烯的团聚。长径比为4时,石墨烯金纳米棒对于柯衣定的增强效果最佳,原因是避雷针效应占主导作用,主要是通过增强局部电场来增加散射截面,从而增加信号强度。 (3)本文利用表面活性剂溴化十六烷基三甲铵(CTAB)辅助的“种子生长法”,制备了粒径约为30nm的金纳米星,并首次利用金纳米星作为表面增强拉曼活性基底检测违禁染料柯衣定。与金胶相比,金纳米星有着更为粗糙的表面结构,比表面的增加,为探针分子提供了跟多的吸附机会,从而能够起到降低检测限、提高检测灵敏度的效果。 (4)借助以B3LYP/6-311++g(d,p)为基组的密度泛函理论计算,详细分析和归属了替加氟分子的普通拉曼光谱谱峰。同时采用金胶为基底检测分析了替加氟的表面增强拉曼光谱谱峰,对其谱峰进行了归属,并分析了替加氟在金纳米粒子表面的吸附状态,得到替加氟以一定的倾斜角度通过N2-C3=O14部分化学吸附在金表面。同时,不同分子浓度替加氟的增强光谱中个别峰峰位和峰强的明显变化是由于分子在不同浓度下,对金表面有不同程度的覆盖,从而使得分子在金表面有着不同的吸附位点和吸附取向。最好,我们首次利用SERS光谱对替加氟与人血清白蛋白的相互作用进行了研究分析,根据替加氟谱峰的变化,结合替加氟的振动归属情况,得到替加氟与人血清白蛋白相互作用的官能团是嘧啶环上的O14=C1-N5、O14=C1-N13和C3C4F,这些官能团上的O和F是替加氟与HSA形成氢键的关键,因为它们具有较强的电负性,容易吸引H原子从而形成氢键。