自上世紀(jì)八十年代首次報(bào)道DNA基本結(jié)構(gòu)分子——腺嘌呤在金/銀等納米顆粒表面的表面增強(qiáng)拉曼光譜(SERS)以來,學(xué)界針對(duì)腺嘌呤表面吸附問題開展了大量光譜學(xué)實(shí)驗(yàn)和理論研究,但其在金銀納米顆粒表面的吸附方式仍然難以確定,而明確分子在表面的吸附構(gòu)象對(duì)進(jìn)一步理解拉曼光譜增強(qiáng)效應(yīng)及機(jī)制至關(guān)重要。
近期,中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院技術(shù)生物與農(nóng)業(yè)工程研究所研究員黃青課題組用同位素標(biāo)記SERS方法和量化理論計(jì)算解析腺嘌呤在金/銀納米顆粒表面吸附問題上取得新進(jìn)展。理論模擬采用分子-金屬團(tuán)簇模型,將不同模型下計(jì)算得到的光譜分別與15N全標(biāo)記和未標(biāo)記的腺嘌呤SERS實(shí)驗(yàn)譜對(duì)照分析,得出腺嘌呤在金/銀表面都以N7H異構(gòu)體的N3和N9位氮原子雙配位的方式吸附。
這項(xiàng)工作不僅闡明了腺嘌呤在金/銀等納米顆粒的表面吸附方式,解釋了其表面增強(qiáng)拉曼光譜信號(hào),更重要的是通過實(shí)例說明了同位素SERS實(shí)驗(yàn)結(jié)合量化理論計(jì)算的方法對(duì)研究金屬表面生物分子吸附問題非常有效。
以上研究工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金、安徽省自然科學(xué)基金以及國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃等項(xiàng)目的支持,相關(guān)結(jié)果發(fā)表在《物理化學(xué)雜志C》(The Journal of Physical Chemistry C)期刊。
腺嘌呤在金/銀表面以N7H異構(gòu)體的N3和N9位氮原子雙配位方式吸附的結(jié)構(gòu)圖
腺嘌呤在(左)銀(右)金納米顆?;咨系腟ERS譜:(a)15N全標(biāo)記(c)未標(biāo)記實(shí)驗(yàn)SERS譜,(b)15N全標(biāo)記(d)未標(biāo)記的理論計(jì)算譜
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