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DNA分子的拉曼光谱研究

作　者: 马秋梅
导　师: 杨光参
学　校: 温州大学
专　业: 凝聚态物理
关键词: 银胶体紫外吸收光谱原子力显微镜表面增强拉曼散射
分类号: Q522
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

脱氧核糖DNA是遗传信息的载体,自1953年其双螺旋结构发现以来,对其研究更加深入。国内外不断出现借助高灵敏度的拉曼技术对DNA研究的报道。近几十年来,涌现出各种基底上的DNA的表面增强拉曼散射谱线。表面增强拉曼散射(SERS)光谱能够提供丰富的分子结构的信息,并能提供非常强的拉曼散射信号。这是由于电磁场增强与化学增强的作用。化学增强因子在10-100范围内,而总的增强因子在103到1014范围内,因此电磁场增强占主导地位。电磁场增强是入射电场与金属表面的电子的相互作用,这引起金属表面等离子体的集体振荡。最强的表面增强拉曼散射信号,以及单分子的表面增强拉曼散射信号通常出现在金属纳米粒子聚集的不规则的地方。Brus等人的研究揭示出单分子的SERS“活性点”很可能会出现在两个或者多个分子连接的地方。在他们工作中研究发现分散粒子的SERS信号很弱,很强的SERS信号通常发生在很多粒子聚集的地方。这是由于粒子之间近距离的耦合能够发生在结合点或者SERS的“活性点”。基于这些银粒子或金粒子的聚集能形成有效可靠的SERS活性基底。银粒子普遍用来作为表面增强拉曼散射的基底,因为它具有很好的增强效果而且粒子非常稳定。最常用的一种银胶体的制备方法是通过柠檬酸钠还原硝酸银,也就是所谓的Lee-Meisel方法。另一种方法是根据Creighton的程序用硼氢化纳还原硝酸银。本文主要研究内容:1.制备银胶体及检测。首先根据Creighton方法,用硼氢化纳还原硝酸制备银胶体,在制备的银胶体中加入酒精或者是腺嘌呤使其聚集。用紫外分光度计及原子力显微镜对其吸收光谱、表面形貌进行检测。2.以罗丹明B(RhB),罗丹明6G(R6G)作为探针分子测定酒精引起银胶体聚集形成的表面增强拉曼散射基底及腺嘌呤引起银胶体聚集形成的表面增强拉曼散射基底的增强效果。试验发现,腺嘌呤引起银胶体聚集形成的SERS基底上的“活性点”比酒精引起银胶体聚集形成的SERS基底上的“活性点”活跃。3.测定DNA在腺嘌呤引起银胶体聚集的SERS基底上的拉曼光谱。

全文目录

摘要  3-5
ABSTRACT  5-8
第一章拉曼散射简介  8-20
  1.1 拉曼散射  8-10
    1.1.1 拉曼散射的概念  8-9
    1.1.2 拉曼散射的原理  9-10
  1.2 表面增强拉曼散射(Surface-enhanced Raman scattering 简写为SERS)  10-19
    1.2.1 表面增强拉曼散射的出现及发展  10-11
    1.2.2 SERS 效应后的物理学  11-15
    1.2.3 表面增强拉曼散射的增强因素和表面增强拉曼散射的有效的横截面积  15-16
    1.2.4 拉曼光谱的应用  16-18
    1.2.5 SERS 活性基底  18-19
  本章小节  19-20
第二章银胶体的制备  20-30
  2.1 试验仪器简介  20-22
    2.1.1 紫外分光光度计  20-21
    2.1.2 原子力显微镜  21
    2.1.3 试验用拉曼光谱仪  21-22
  2.2 材料  22-23
  2.3 银粒子的制备及其聚集  23-29
    2.3.1 在酒精、水溶液中制备银胶体及其聚集  23-25
    2.3.2 在水溶液中制备银胶体及其聚集  25-29
  本章小结  29-30
第三章罗丹明B、罗丹明6G 的表面增强拉曼光谱  30-32
  3.1 罗丹明 B、罗丹明6G 在Ⅰ号、Ⅱ号活性基底上拉曼光谱  30-32
  本章小结  32
第四章 DNA 的拉曼光谱  32-35
  4.1 测量 λ-DNA 在Ⅱ号活性基底上的拉曼光谱  32-34
    4.1.1 DNA 的稀释  32-33
    4.1.2 测量λ-DNA 的拉曼光谱  33-34
  本章小结  34-35
总结与展望  35
参考文献  35-44
攻读硕士学位期间发表或完成的论文  44-45
致谢  45

DNA分子的拉曼光谱研究

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