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共焦显微拉曼系统具有很高的空间分辨率,表面增强拉曼光谱能够得到单分子水平检测灵敏度信息,而自组装技术能够提供很好的分子模板,本文将三者技术联用,在不同实验条件下,获得辅酶NAD~+和植酸分子在金属表面自组装的增强拉曼光谱。根据振动量化计算和拉曼表面增强机制,解析上述分子与基底的吸附作用机理。进行电化学和原位光谱电化学分析,考察分子组装膜的稳定性和构效关系。本论文具体内容如下: 稀土的应用越来越广泛,其生化作用也日益受到关注。以荷电银表面为仿生界面,观察三价铈离子对NAD~+自组装层拉曼光谱的影响,来认识稀土离子与生物界面上辅酶分子作用方式。实验表明,加入铈离子前后的NAD~+增强拉曼图谱变化明显,相关谱峰均与NAD~+的核糖和磷酸酯键的振动有关,因此,推测三价铈离子和NAD~+中的磷酸二酯键和核糖发生络合,使烟酰胺环“远离”表面,从而引起NAD~+分子吸附构型的改变。 植酸是一种环境友好的金属缓蚀试剂,在溶液中其分子构型与pH有关。本论文应用SERS技术结合电化学方法分别对植酸在银表面、金表面、氧化银表面上的构型进行了研究。实验结果表明,酸性条件下,植酸是以1个磷酸酯与银表面作用自组成膜,而碱性条件下形成的Ag/植酸单层膜,是通过共平面的4个磷酸酯键化学吸附构成。前者排列紧密,后者结构更稳定,都表现出了良好的抗腐蚀性能。 在不同金属表面上植酸自组装层的SERS有着很大的区别。通过特殊的电化学方法粗糙后,可以获得植酸分子在金表面上的SERS光谱。SERS光谱分析结果表明,在pH=1.27和13两种介质溶液中,植酸钠分子都能在金表面自组装成紧密有序的单分子层。在pH=1.27溶液中,植酸钠分子是以共平面的2个磷酸酯吸附在金表面,而在pH=13的溶液中,同样是以两个磷酸酯与金表面作用成膜,但其余四个磷酸酯键的空间取向不同。酸碱条件下形成的金/植酸钠自组装膜,都表现出较好的缓蚀性。 大量研究结果表明,金属和氧化物上自组装层有很大的结构差异。拉曼光谱实验结果表明,在碱性介质中,植酸虽也通过四个磷酸酯键吸附于氧化银胶粒表面上,但与其在纯银表面的吸附方式不同。