在4,4’-二硫联吡啶在Au表面形成自组装单分子层膜的基础上, 采用表面增强拉曼散射光谱(SERS)研究了在不同pH值条件下金纳米粒子在4,4’-二硫联吡啶自组装单分子膜/Au体系表面的组装。研究结果表明, 由于处于单分子膜表面的吡啶环中氮原子的质子化程度随溶液环境中pH值的变化而变化, 使得金纳米粒子与单分子膜表面间的结合作用程度不同, 由此会引起金纳米粒子在单分子膜表面的覆盖度存在差异, 并最终导致所观测到的4-巯基吡啶自组装单分子膜的SERS光谱强度存在明显的差异。而且, 令人感兴趣的是, 所观测到的SERS谱峰强度随金纳米粒子组装时pH值的变化呈现出明显的规律性。结合分子结构特征的分析, 初步阐明了SERS谱峰强度随pH值这一组装条件的改变而发生规律性变化的内在原因。

核酸碱基是构成核酸的基本单元,有关核酸碱基结构的研究是核酸研究工作的重要基础.本研究借助于表面增强拉曼散射技术,对不同pH值条件下腺嘌呤分子在金表面的吸附构型及其变化特征进行了研究.研究结果表明,随着溶液酸性的增强、腺嘌呤分子质子化程度的增大,腺嘌呤分子在金表面的吸附态倾向于由通过氨基和嘌呤环上7位的氮原子作为结合点的直立吸附转变为分子平躺的吸附形式.这一转变过程通过腺嘌呤的环呼吸全对称伸缩振动的特征谱峰其强度有规律的显著变化而得以表征.有关这一谱峰的增强作用可以通过表面增强拉曼散射的电荷传递(CT)机理来加以说明.

在金属电极表面所形成的有机分子的单分子膜或薄膜对于基础研究和实际应用都有着极其重要的意义.以化学吸附形式在金电极表面所形成的半胱胺单分子膜,常常用于蛋白质等生物大分子在金属表面进行吸附的连接层,以避免这些生物大分子在金属表面直接吸附而造成的变性、失活现象的发生.本文报道了我们采用表面增强拉曼散射光谱方法研究在金电极表面吸附的半胱胺单分子膜的结构特征.研究结果表明,在金电极表面所形成的半胱胺单分子膜中,半胱胺分子主要的构型为扭转构型.在与金表面的相互作用中,由于除巯基的结合作用以外,还存在半胱胺分子中端基氨基和金表面较强的亲和性,使得以扭转构型吸附在金表面的半胱胺单分子膜相当稳定.这是金电极表面的半胱胺单分子膜结构的主要行征.当考察外加电势对此单分子膜结构的影响时,可以发现有关扭转构型的特征谱峰其相对强度随着电位负移而减小.这一结构随电位的变化关系可以通过表面电势的变化对氨基氮原子上孤对电子与金属表面间相互作用的影响来加以阐释.