R6G氧化还原形态及其拉曼光谱定量研究.pdf

南京大学研究生毕业论文中文摘要首页用纸毕业论文题目: R 6 G氧化还原形态及其拉曼光谱定量研究分析化学专业0 0 级Ti土生姓名:徐宏娟指导老师( 姓名、职称):中 文 摘 要本工作包括三部分:第一部分 利用化学方法 对罗丹明6 G 进行了 还原 使用紫外一可见吸收光谱、荧光光谱以及核磁共振光谱对罗丹明 6 G的两种形态均进行了表征结合荧光光谱电化学和紫外一 可见光谱电 化学的结果，初步探讨了罗 丹明6 G 的氧 化一 还原过程的可能机理， 并对紫外一可见吸收光谱的数据进行了处理， 验证了机理的可信度第二部分是罗月 一明 6 G的表面增强拉曼光谱 ( S E R S )的定量分析研究该部分考察了 银胶作为S E R S 增强基质时， 其浓度、 银胶 颗粒尺寸大小等对物质表面增强拉曼光谱图的影响选择了以银胶基体拉曼带作为参考信号 ( 称为内标信号) ，以样品高灵 敏的表面 增强 拉曼带与基体拉曼信号的强 度之比 作为定 量分析的响应信号， 从而消除了不同次测量之间由于样品池，基体效应， 仪器光学误差等因素带 来的影响 结果表明， 在 5 . 0 X 1 0 -sM~ 5 . 0 X 1 0 -'M 的 低浓度范围内，R 6 G 的 相对强度与其浓度呈正比， 其最低检测限可达 1 0 - '0M .第三部分以中药小巢碱作为分子探针，在 0 . 0 1 m o l “ L - ' 醋酸一醋酸钠缓冲体系中， 用紫外一可见吸收及荧光光谱法研究了 R u (1 11 ) , R h ( II I ) , P d ( 11 )三种贵金属离子与D N A 的 键合 相互作用。

实验发现R u ( 11 1) 离子对小 聚碱一D N A 二元体系的荧光有较强的辞灭作用;而R h ( 1 11 ) , P d( 11 )两种离子则对该二元体系产生显著的荧光敏化作用考察了 E D T A 对贵金属离子、小巢碱及 D N A三元混合体系的荧光光谱的影响，初步探讨了贵金属离子与 D N A可能的键合机理THES I S :S PECI ALI ZA TI ON:P O S T G R A D U A T E : X u H o n 蔚 u a nMENTOR:ABS TRACTT h r e e p a r ts o f o u r r e s e a r c h w o rk in th is t h e s is a r e e x p r e ss e d a s fo llo w s :In t h e f ir s t p a r t, w e s t u d ie d t h e r e d u c ti o n a n d o x i d a t io n p ro c e s s o f t h e p r o b emo le c u le R h o d a m i n e 6 G u s in g U V v is s p e c tr o e l e c tr o c h e m i st ry , fl u o r e s c e n c es p e c t r o s c o p y a n d H N MR . T h e a b s o r p ti o n in t e n s it y o f R 6 G d e c r e as e d g r a d u a ll y fr o mth e to p t o th e b o t to m c u rv e w ith t h e i n c r e m e n t o f th e a p p l ie d n e g a tiv e p o te n t ia l s . A n ds p e c tr a r e d s h ift c a n b e o b s e r v e d f r o m th e a b s o r p ti o n s p e c tr a . W e p r o b e d in t o t h ep o s s ib le m e c h a n is m o f th e r e d u c ti o n a n d o x id a ti o n p r o c e s s o f R 6 G a n d a tt e s te d it b yd a ta a n a ly s is o f s p e c tr o e l e c tr o c h e mis try a n d H N MR .In t h e s e c o n d p a r t, q u a n t ita tiv e a n a ly s i s o f R 6 G a d s o r b e d o n c o ll o id a l s ilv e r w a ss tu d i e d b y s u rf a c e - e n h a n c e d R a m a n s c a tt e r in g ( S E R S ) f o r th e f ir s t time . W ein v e s tig a te d th e i n fl u e n c e me n t o f A g s o ls i n d iff e r e n t s t a t e s a n d o f d iff e r e n tc o n c e n t ra tio n s . We b r o u g h t f o r w a r d a s im p le m e t h o d o f q u a n tit a t iv e a n a ly s is b yS ERS . Th e r e l a t i v e i n t e n s i t i e s o f R6 G a r e l i ne a r wi t h s o l u t i o n c o nc e n t r a t i o ns f r o m5 .0 x 1 0 “9 M to 5 .0 x 1 0 -7 M .I n th e th ir d p a rt , s t u d ie s o n in te r a c tio n s o f R u ( III ) , R h( I II ) 、 P d( II ) w ith D N Ah a v e b e e n c a r r ie d o u t u s in g b e rb e r in e ( B E R ) a s t h e p ro b e m o l e c u le b y fl u o re s c e n c ea n d U V - V i s a b s o rp t io n s p e c tr o s c o p y . I t w as fo u n d t h a t t h e fl u o r e s c e n c e i n te n s ity o fB E R - D N A s y s t e m a t 5 2 6 n m w a s s t ro n g ly q u e n c h e d w h e n R u ( III ) w as a d d e d t o t h eB E R - D N A s y s t e m; O n t h e c o n t r a ry, t h e fl u o r e s c e n c e e m i s s i o n o f t h e s y s t e m w ase n h a n c e d w h e n R h( II I ) 、 P d( if ) w e re a d d e d to it, re s p e c tiv e ly . H y p e r c h r o m ic ity ,s p e c t r a l r e d s h i ft s a n d i s o s b e s t i c p o i n t s w e r e o b s e r v e d i n a b s o r p t i o n s p e c t r a o fB E R - D N A s o lu t io n in th e p r e s e n c e o f R u ( III ) , R h ( III ) 、 P d ( II )io n s . R e s u lt s s h o wt h a t b o t h P d(I l ) a n d Rh( I I I ) i o n s c a n b i n d wi t h D NA t o f o r m BE R- D NA- Me t a l i o nc o mp l e x e s i n s o l u t i o n , b u t R u ( I II ) i o n c a n b i n d D N A t o r e p l a c e b e r b e r in e m o l e c u l e sb i n d i n g t o d o u b l e h e l i x .月 1舀罗丹明 6 G M G )分子是一种碱性三苯甲烷类染料，它是罗丹明类染料较有代表性的 分子。

罗丹明6 G 分子中由 于存在氧桥而在结构上呈平面刚性的特点，大的共辘体系使 二 一 二 跃迁的能量大大降低，从而其吸收带向长波方向移动，在水溶液中 最大吸收峰在5 2 5 n m 附 近与该结构和吸收 相对 应的荧光发射则呈现较高的荧光量子 产率， 其在水溶 液中于5 4 0 n m - 5 5 0 n m 处发出强烈的黄绿色荧光罗丹明6 G 分子在结构上的 另一 个特点 是分子中的 大共辘体 系及其取代基的对称性， 因而使该分子表现在某些振动频率上产生较强的拉曼带 尤其在表面增强拉曼光谱中， 该分子的某些拉曼带呈现超高灵敏度， 其增强因子甚至可达1 0 14 左 右由 于罗丹明6 G 分子具 有许多 优异的光谱特性，因此，它在分析化学 领域获得广泛应用， 例如， 它可作为表 面酸碱指示剂、 氧化还原荧光剂等 近年来， 许多利用罗丹明6 G的 强烈荧光对一 系列金 属离子、非 金属离子以及一些酸根离子的低浓度检测已 见报道【1- 131 这些 检测的机理大致可以 分为两类:一是一些离子对罗 丹明6 G 的氧化还原反应具有一定的 催化作用， 而罗丹明6 G 在发生还原反应后失去荧光， 根据荧光碎灭值与 浓度的 关系达到 检测的目 的; 二是一些离子 和罗丹明之间形成杂多酸离子缔合物，从而使罗丹明6 G 的 荧光发生强烈碎灭。

无论机理如何，利用罗 丹明6 G 而进行的 荧光测定方 法较之其它方 法具有灵敏度高，选择性强且操作简便等优点 结合流动注射分析技术， 该方法可以不需要其它分离手段， 通过 控制溶液酸度， 加入还原剂等方法实现多种离子的连续分析， 效果令人满意更令人瞩 目的是，近年来，罗丹明6 G分子在生化分析中的研究和应用它作为 探针分子用于如D N A 等生物大分子的荧光标记， 并结合共聚焦荧光显微镜技术和实时荧光检测技术来实现生 物分子的单分子 检测[14- 19] 在1 9 9 1 年， S w e r d l o w等人就指出， 对单分子的高灵敏度的 检测对于荧光分子标记的 主体诸如D N A 序列 类的 生 物大 分 子 的 检 测 至 关 重要 M o e r n e r (20， 和 O r r i t 12 1，等 人 在 深 冷 温 度 ( - 1 5 0℃以下) 将探针分子置于固态主体分子中实现了对单分子的高灵敏度检测 然而实际应用却要求检测在室温和水相溶液中进行 其后， 陆续有人采用了各种不同的方法解决了该问题1 9 9 1 年，M i c h a e l 等人将罗丹明6 G分子制成。