表面增强拉曼光谱检测金纳米粒子表面配体取向.pdf

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1、第35卷第2期河北科技大学学报Vo1．35。NO．22014年4月JournalofHebeiUniversityofScienceandTechnologyApr．2014文章编号：1008—1542(2014)02—0144—05doi：10．7535／hbkd．2014yx02006表面增强拉曼光谱检测金纳米粒子表面配体取向贺海兵，陈葳(南京大学化学与化工学院，江苏南京210093)摘要：使用表面增强拉曼光谱研究了苯硫醚在不同曲率半径的金纳米粒子表面的取向差异。结果表明，金纳米粒子半径越小，其表面配体分子中的苯环越倾向与金粒子表面平行排列。关键词：表面

2、增强拉曼光谱；金纳米粒子；分子取向中图分类号：0657．37文献标志码：ADetectionofligandorientationongoldnanoparticlebySERSHEHaibing，CHENWei(ChemistryandChemicalEngineering，NanjingUniversity，NanjingJiangsu210093，China)Abstract：Surface—enhancedRamanspectroscopyisusedtOsystematicallyinvestigatetheorientationofphenyld

3、isulfideongoldnanoparticles．TheresultshowsthebenzeneringplaneshavehighertendencytOarrangeparalleltOthesurfaceofgoldnanopar—ticleswithsmallercurvatureradius．Keywords：surface-enhancedRamanspectroscopy；goldnanoparticle；molecularorientation纳米材料的光、热、磁、力学等方面的性质不同于本体材料，其在生物工程、分子组装等领域拥有广阔的

4、应用前景。纳米材料的表面往往覆盖有一层配体分子层，与外界环境接触的就是这层配体，配体的性质不仅直接影响纳米粒子的表面性质及用途，对纳米粒子本身独特性质的表达也有着至关重要的影响口]。例如：由于蛋白质的反应活性与其二级结构紧密相关，表面吸附了多肽的金纳米粒子，因而构象的改变将极大改变多肽保护的纳米粒子的反应活性[3]。传统的界面表征方法包括接触角、AFM和XPS等]，虽然可以表征自组装单分子膜宏观亲疏水性质、形貌以及部分界面成分，但无法获取诸如分子构象、基团或者分子取向方面的信息。红外反射吸收光谱(FTIR—RAS)_8利用光波在金属表面的反射叠加现象，获取分

5、子在界面的官能团排列方向等结构信息；但FTIR-RAS的增强系数较低，只有普通红外光谱的10~30倍]，难以获得单层分子的信号；且该项技术对仪器的灵敏度和操作参数都有较高的要求，大大限制了FTIR—RAS的应用范围。近年来出现的和频振动光谱(SFG)对界面信号具有高度选择性和单分子层的灵敏性，因此SFG可用于判断样品基团在金属表面、界面收稿Et期：2013-12-30；修回日期：2014-01—25；责任编辑：张士莹基金项目：国家自然科学基金(21074052)作者简介：贺海兵(1987一)，男，湖北洪湖人，硕士研究生，主要从事表面增强拉曼光谱方面的研究。通

6、讯作者：陈葳副教授。E—mail：weichen@njU．edu．cn贺海兵，陈蒇．表面增强拉曼光谱检测金纳米粒子表面配体取向[J]．河北科技大学学报，2014，35(2)：144—148．HEHaibing，CHENWei．DetectionofligandorientationongoldnanoparticlebysERs[J]．JournalofHebeiUniversityofScienceandTechnology，2014，35(2)：144—148．第2期贺海兵，等：表面增强拉曼光谱检测金纳米粒子表面配体取向l45的绝对取向，并进一步推断该基

7、团在界面的取向角【1¨]。但由于SFG界面选择性的本质是对于反演对称的介质无响应，而对反演对称破缺的体系有高度灵敏性_】，因而对于界面分子在界面的二维平面内处于无序状态或是界面分子自身结构具有高度对称性的体系，用SFG是无法获取界面分子取向信息的。表面增强拉曼光谱(SERS)对于与表面、界面直接相接触的分子层振动信号的增强能达到普通拉曼散射的1O万～100万倍u，可以直接观察到基底表面单层分子的信号。此外，由于SERS对不同振动模式具有选择性增强效应，因此可利用SERS技术获取分子的取向信息。2007年，KRAATZ等使用反射吸收红外光谱和压片红外光谱发现：

8、在金属平面上，多肽保持与本体物质相同的a螺旋结构；随