黄曲霉素B2分子吸附在银团簇的表面增强拉曼散射机理

采用密度泛函理论（DFT）B3LYP方法,6-311G（d,p）（C,H,O）/LANL2DZ（Ag）基组,计算了黄曲霉素B₂（AFB₂）分子吸附在Ag₂团簇的表面增强拉曼散射（SERS）光谱和预共振拉曼光谱,并与实验结果比较. 结果显示：AFB₂分子在基态Ag₂团簇表面吸附时,增强因子最大达到10²,对应吡喃（pyrane）环C=O伸缩振动,主要是由AFB₂分子周围化学环境改变而引起的基态静极化率改变导致的化学增强. 不同激发波长下的AFB₂分子预共振拉曼光谱的增强强度不同：电荷转移态激发波长为1144 和544 nm时拉曼信号增强了10²倍,而选择电荷转移预共振波长432和410 nm作为入射光时,其拉曼信号增强了10⁴倍,增强机理为银团簇和黄曲霉素分子之间的电荷转移共振增强. 因此通过改变入射光波长,选择电荷转移共振激发波长,更有利于强致癌物AFB₂分子的痕量检测.     

密度泛函理论研究黄曲霉素B1的表面增强拉曼散射效应

用密度泛函理论B3LYP方法和6—311G（d,p）／Lan12DZ优化得到黄曲霉素B1（AFBI）分子及其复合物AFB1-Ag的稳定结构,并计算了复合物的表面增强拉曼光谱和预共振拉曼光谱．结果表明,AFB1分子的拉曼光谱很大程度依赖于吸附位点以及入射光的激发波长．与分子的常规拉曼光谱相比,复合物表面增强拉曼光谱中C=O伸缩振动模的增强因子约为10^2—10^3,是由于复合物的极化率增强而导致的静态化学增强,并分析了振动模式的振动方向与其拉曼强度的关系．选择复合物最大吸收峰附近激发光266和482nm以及远离共振吸收波长785和1064nm作为入射光,计算得到不同入射光激发下复合物的预共振拉曼光谱．结果表明其增强因子最大达N100量级,主要是由电荷转移产生的共振增强引起的．     

黄曲霉素B1在银团簇表面吸附的表面增强拉曼光谱

采用密度泛函理论(DFT)的B3LYP方法和6-311g(d, p)(C, H, O)/LanL2DZ(Ag)基组, 优化得到黄曲霉素分子AFB₁与Ag小团簇形成的复合物AFB₁-Ag_n (n=2, 4, 6)的稳定结构, 并计算了三种复合物的表面增强拉曼光谱(SERS)和预共振拉曼光谱(SERRS), 与实验结果相一致. 计算结果显示: 三种复合物表面增强拉曼光谱中C＝O伸缩振动模的增强因子约为10²-10³, 是由于极化率改变引起的静化学增强. 根据含时密度泛函理论(TDDFT)方法计算得到的吸收光谱, 分别选择407.5、446.2和411.2 nm作为入射光, 计算三种复合物的共振拉曼光谱, 发现在SERRS光谱中, Ag―O伸缩振动的增强因子达到10⁴量级, 主要是由电荷转移产生的共振增强引起的.     

负载氧化钒催化剂的多波长拉曼光谱研究:结构识别和定量

探究负载金属氧化物的结构是确立催化剂结构和催化性能之间相互关系的首要条件. 在众多表征技术中,多波长拉曼光谱结合了共振拉曼和由不同波长激发的非共振拉曼,不仅在识别负载金属氧化物团簇的结构,而且在定量方面已经成为强有力的工具. 本文以两个负载氧化钒体系(VOx/SiO2,VOx/CeO2)为例,阐述了如何利用该技术研究活性氧化物团簇的多相结构,并理解氧化物团簇和载体之间复杂的相互作用. 由多波长拉曼光谱得到的定性和定量信息能为设计更有效的负载金属氧化物催化剂提供基本的依据.     

密度泛函理论研究银上吸附对巯基吡啶的SERS化学增强效应

基于密度泛函理论计算和拉曼光谱理论分析,我们研究了对巯基吡啶(4MPY)分子的拉曼光谱和其在银上的表面增强拉曼光谱(SERS),并进一步探讨了SERS与界面吸附结构、异构化、质子化和氢键作用以及低能激发态的关系。首先,我们对两种分子异构体的相对稳定性和拉曼光谱进行了理论分析。在此基础上,进而研究了该分子与不同银簇作用时的拉曼光谱,结果表明,4MPY以巯基硫与银簇作用形成强的Ag―S键,导致拉曼光谱的线型不依赖于所选银簇的大小。接着我们考虑了吡啶氮端作用的两种情况。(1)当4MPY-银簇复合物同时以吡啶氮与水簇或水合质子簇形成氢键时,结果表明吡啶环的部分振动频率随氢键和质子化发生蓝移。(2)当考虑吡啶氮与银簇作用时,吡啶环三角畸变振动发生蓝移。上述情况不仅解释了实验观测的振动频率变化,而且表明了化学环境改变对相对拉曼强度的影响。最后,我们计算了当对巯基吡啶分子以单端或双端与银簇作用,在考虑激发光与低能激发态的能量匹配时,拉曼光谱强度与低能激发态的关系。计算结果表明,在双端吸附构型下,与吡啶氮成键的银簇受激发产生电荷转移态,不仅导致吡啶环v_(12)、v_1和v_(8a)振动的拉曼信号增强,而且选择性地增强吡啶环C―H面内对称弯曲振动v9a的拉曼信号。     

理论研究Ag/MPH/TiO2体系的SERS光谱化学增强机理

采用密度泛函理论研究了Ag/对巯基苯酚(MPH)/TiO₂体系的表面增强拉曼散射(SERS)光谱化学增强机理. 分别研究了Ag₁₃/MPH和Ag₁₃/MPH/TiO₂复合物在514.5 nm激发波长下的拉曼光谱, 发现由于TiO₂的引入, 发生了非完全对称振动模式峰选择性增强的现象. 通过对电荷转移复合物基态和激发态的指认, 发现当激发波长大于MPH-TiO₂电荷转移复合物的光学吸收阈值(635 nm)时, 该体系内将发生从Ag到MPH-TiO₂部分的光诱导电荷转移现象. SERS光谱中b₂模式的选择性增强, 来源于相应振动模式与电荷转移跃迁的耦合(Herzberg-Teller机制). 我们的理论结果不仅支持了实验现象, 并且明确界定了电荷转移复合物, 对于该体系存在的光依赖SERS现象提供了一个清晰的理论阐述.     

金属四苯基卟啉在氧化银和银胶体上的表面增强拉曼光谱研究(英文)

研究了四苯基卟啉金属配合物 (MTPP ;M =Ag ,Cu ,Pd ,Mg)和游离碱 (H2 TPP)在氧化银和银胶体中的表面增强拉曼光谱 (SERS) .在Ag2 O胶体中MTPP和H2 TPP的SERS谱与其普通拉曼谱明显不同 ,可知吸附分子在Ag2 O胶粒表面发生反应所引起 ,况且产物于 4 6 0nm附近有一强烈吸收 ,可知它含有共扼双吡咯发色团 .在OH- 修饰的银胶上也观察到类似的光谱变化 .     

Cu2O/Ag纳米复合物的表面增强拉曼光谱

用一种简单的化学还原方法制备了银纳米粒子包覆的氧化亚铜（Cu2O）纳米复合物。扫描电子显微镜显示Cu2O 为八面体型的纳米粒子,表面光滑,结构对称。包覆的Ag部分占据Cu2O粒子表面。通过比较Ag/Cu2O纳米复合物、Ag溶胶及Cu纳米粒子表面吸附的4-巯基吡啶（4-Mpy）分子表面增强拉曼光谱（SERS）发现,利用此方法得到了Cu2O粒子表面吸附分子的拉曼光谱。银纳米粒子所产生的电磁场增强又增强了吸附在Cu2O上的4-Mpy拉曼信号。这种方法为初步研究Cu2O表面吸附分子性质提供了依据,扩宽了SERS的使用范围,使SERS应用在纳米半导体材料上成为可能。     

维生素PP的表面增强拉曼散射光谱研究

报道了维生素PP分子的常规拉曼光谱(NRS)及该分子在活性衬底银胶上的表面增强拉曼散射(SERS),并对它的拉曼特征峰进行了初步的指认和归属.维生素PP的常规拉曼光谱和SERS谱的对比表明,该分子吸附在银表面时,它的C‖O键与银粒子发生电荷转移,碳氧双键打开形成C-O 单键.通过分析可以推断维生素PP通过羰基和氨基垂直或斜立吸附在银表面上.     

银纳米粒子自组装结构的光谱性质研究

采用自组装方法在玻璃基底表面上构筑了银纳米粒子二维亚单层结构, 进而以对巯基苯胺为耦联分子进行银粒子的二次组装, 构成具有分子尺寸间隙的银粒子簇. 银粒子表面等离子体共振依赖于粒子间距、表面吸附分子和粒子组装方式. 同层内的银粒子相互间电磁偶合可导致银粒子偶极子等离子体共振蓝移; 对巯基苯胺的吸附则使得表面等离子体共振红移. 表面增强拉曼光谱结果表明, 具有分子尺寸间隙的银粒子簇对耦联于粒子间的对巯基苯胺分子的拉曼散射具有极大的增强效应, 同时也使耦联的对巯基苯胺与银粒子间产生更大程度的电荷转移.     

银纳米粒子簇的设计、 制备和表面增强拉曼光谱

通过匹配激光光斑直径与胶体微球的尺寸, 设计制备了银纳米粒子的表面增强拉曼散射(SERS)基底, 并将其用于研究单个银纳米粒子簇的表面增强拉曼光谱. 在制备纳米粒子的过程中, 考察了等离子体刻蚀时间与银沉积厚度对“单”银纳米粒子结构与形貌的影响. 将吡啶、 巯基苯和罗丹明R6G作为SERS探针分子, 研究了其SERS效应, 通过荧光共振能量转移(FRET)机理, 实现了染料分子在单银纳米粒子簇上的SERS效应. SERS光谱测试与相关计算结果表明, 单个银纳米粒子簇的拉曼增强因子能够达到约10⁶.     

Silver Nano Islands Enhanced Raman Scattering on Large Area Grating Substrates Fabricated by Two Beam Laser Interference

The authors preparedlarge area surface-enhanced Raman scattering(SERS) active substrates with tunable enhancement. First the large area gratings were fabricated by scanning a photoresist with two-beam laser interference and subsequently they were coated with silver nano islands via vacuum evaporation. SERS active metal island grating substrates with four different periods(300, 400, 515 and 600 nm) and Ag nano islands uniformly coated on an area of 2.5 cm×0.5 cm were obtained. The measured SERS spectra reveal the tuning effect of the period on the Raman signals period. The highest enhancement(ca. 10⁵) for Rhodamine 6G(R6G) as probing molecule is associated with a period of 515 nm due to the perfect matching of surface plasmons and Raman excitation line. A good reproducibility of SERS signals with almost the same SERS intensity at different spots was observed on all the larger area Ag island grating substrates.     

4-硝基咪唑A-带激发态结构动力学

通过共振拉曼光谱实验和量子化学计算的方法研究了4-硝基咪唑(4NI)A-带激发态衰变动力学.对4NI的振动光谱、紫外电子吸收光谱、荧光光谱和共振拉曼光谱进行了指认.在全活化空间自洽场法(CASSCF)/6-31G(d)计算水平下获得了单重激发态S1(nOπ*)和S2(ππ*)和势能面交叉点S1(nOπ*)/S2(ππ*)的优化几何结构和能量,分析了A-带共振拉曼光谱的强度模式特征,获得了短时结构动力学,并结合全活化空间自洽场法(CASSCF)理论计算结果确定了4NI在S2(ππ*)态衰变通道主要是S2,FC→S2,min(ππ*)→S0辐射弛豫.     

Surface-enhanced Raman Scattering Technology Based on WO3 Film for Detection of VEGF

With the advancement of nanomaterials for surface-enhanced Raman scattering(SERS) detection, a deeper understanding of the chemical mechanism(CM) and further applications has been achieved. Herein, we prepared a porous tungsten trioxide(WO₃) film by the pulse electrodeposition method, and constructed a WO₃ film SERS aptasensor. With methylene blue(MB) as the adsorption molecule, the developed WO₃ film SERS aptasensor revealed remarkable Raman activity. Through experimental data and theoretical calculations, we found that the significant SERS enhancement[enhancement factor(EF)=1.5×10⁶] was due to the CM based on charge transfer and molecular resonance. Utilizing the Raman response of MB on the WO₃ film and specific aptamers, we successfully developed the aptamer sensor by covalently attaching the MB modified aptamer to the WO₃ film. The sensor realized the specific and sensitive determination of vascular endothelial growth factor(VEGF) with the detection limit down to 8.7 pg/mL. In addition, the developed aptasensor indicated the excellent selectivity among other interferences, such as metal ions, reactive oxygen species(ROS), and proteins. This WO₃ film SERS aptasensor not only contributed to the study of the enhancement mechanism of semiconductor material, but also provided a powerful platform for the sensitive detection of VEGF, possessing a great potential in the real-time monitoring of biomarkers of glioblastoma in vitro.     

食品中苏丹红Ⅰ和辣椒红的表面增强拉曼散射(SERS)光谱与激发-发射矩阵荧光光谱鉴别

利用表面增强拉曼散射(SERS)光谱及激发-发射矩阵(EEM)荧光光谱对食品中非法添加剂苏丹红Ⅰ和合法食品添加剂辣椒红进行了定性分析和检测. SERS光谱结果表明, 苏丹红Ⅰ在低波数区域分子的扭转振动信号增强比较明显; 而辣椒红在1521和1158 cm^-1处拉曼信号增强效果比较明显; EEM荧光光谱结果表明, 苏丹红Ⅰ的乙醇溶液在P₁(λ_ex=285 nm, λ_em=345 nm)和P₂(λ_ex= 335 nm, λ_em=548 nm)处有2个明显的荧光特征峰; 而辣椒红的乙醇溶液有3个特征荧光峰, 分别为P₁(λ_ex=545 nm, λ_em=580 nm), P₂(λ_ex=560 nm, λ_em=665 nm)和P₃(λ_ex=608 nm, λ_em=672 nm).     

溶液浓度对拉曼光谱线宽和频移影响的实验研究

将液芯光纤技术用于傅里叶变换拉曼光谱测量中,提高拉曼光谱强度10²～10⁴倍.应用该技术,在实验上研究了溶液浓度变化对β-carotene,rhodamine在CS²中的CC键π-π^*跃迁拉曼线频移和线宽的影响.实验结果表明,随着浓度降低(1×10^-7～1×10^-12mol/L),拉曼光谱线峰值发生红移,线宽变窄.     

Semi-quantitative trace analysis of nuclear fast red by surface enhanced resonance Raman scattering

The dye nuclear fast red has been detected and determined semi-quantitatively by means of surface enhanced resonance Raman scattering (SERRS) and surface enhanced Raman scattering (SERS), using laser exciting wavelengths of 514.5 and 632.8 nm, respectively, by employing a citrate-reduced silver colloid. A good linear correlation is observed for the dependence of the intensities of the SERRS bands at 989 cm⁻¹ (R=0.9897) and 1278 cm⁻¹ (R=0.9872) on dye concentration over the range 10⁻⁹ to 10⁻⁷ M, when using an exciting wavelength of 514.5 nm. At dye concentrations above 10⁻⁷ M, the concentration dependence of the SERRS signals is non-linear. This is almost certainly due to the coverage of the colloidal silver particles being in excess of a full monolayer of the dye. A linear correlation is also observed for the dependence of the intensities of the SERS bands at 989 cm⁻¹ (R=0.9739) and 1278 cm⁻¹ (R=0.9838) on the dye concentration over the range 10⁻⁸ to 10⁻⁶ M when using an exciting wavelength of 632.8 nm. Strong fluorescence prevented collection of resonance Raman scattering (RRS) spectra from powdered samples or aqueous solutions of the dye using an exciting wavelength of 514.5 nm, but weak bands were observed in the spectra obtained from both powdered and aqueous samples of the dye using an exciting wavelength of 632.8 nm. A study of the pH dependence of SERRS/SERS and UV–VIS absorption spectra revealed the presence of different ionisation states of the dye. The limits of detection for nuclear fast red by SERRS (514.5 nm), SERS (632.8 nm) and visible spectroscopy (535 nm) are 9, 89 and 1000 ng ml⁻¹, respectively.