基于表面增强拉曼散射电荷转移增强机制的氨基酸手性识别方法

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氨基酸是生命组成中重要的一类有机物,除甘氨酸外,所有氨基酸均含有手性碳原子且具有旋光性,一些氨基酸不仅作为细胞的信号分子,在调控基因表达和控制细胞代谢等方面也发挥了重要作用,因此,对人体内氨基酸对映异构体的检测在健康程度的评判等方面具有重要意义。本文构建了 Ag-TiO2-Ag夹层表面增强拉曼散射基底,将单巯基-β-环糊精和对巯基苯胺分子通过Ag-S键修饰在该基底上,制备手性传感基底,随后将该手性传感基底与不同手性氨基酸分子结合。由于环糊精分子的手性选择作用,氨基酸分子能够与手性选择剂环糊精通过疏水作用和氢键作用形成分子复合物,并且不同氨基酸对映体分子与对巯基苯胺分子形成的氢键也不相同。氢键的差异导致不同手性体系的电荷转移不同,使体系中对巯基苯胺分子的表面增强拉曼散射谱峰相对强度发生改变,从而使不同手性氨基酸对映体的信号得以区分,实现了对L-氨基酸分子的选择性识别。第一章,首先概述了氨基酸识别的意义及主要识别、分离和检测的方法,其次介绍了表面增强拉曼散射技术的原理、特点和应用范围,最后将本文工作创新点与传统识别、检测方法相比,阐述了本项工作的设计思想及意义。第二章,介绍Ag-TiO2-Ag夹层表面增强拉曼散射基底和手性识别传感基底的制备方法及对其进行扫描电镜、透射电镜、紫外光谱和拉曼光谱的表征。第三章,通过比较手性识别传感基底中对巯基苯胺分子在不同手性环境中表面增强拉曼散射光谱的差异性,考察该手性传感基底对不同氨基酸对映体的识别能力,并提出相应的机理解释。第四章,对本文提出的基于表面增强拉曼散射光谱的氨基酸分子手性识别方法进行总结:该方法能够选择性识别不同浓度的色氨酸、苯丙氨酸和酪氨酸的L-对映体。其中,对L-色氨酸分子的最低识别浓度可低至1.0×10-7 mol/L,并且可实现外消旋体系中L-色氨酸的高灵敏识别。研究结果表明我们的手性识别传感体系具有普适性与高灵敏度。
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