拉曼光谱法在生物分子及细菌研究中的应用

论文摘要

SERS由于高灵敏度、无损检测技术能够提供分子骨架构象信息。本文用SERS研究了DNA与抗菌药诺氟沙星,与中药紫草的相互作用,甘氨酸钙,大肠杆菌与重组菌,以下为研究内容。（1）研究了诺氟沙星（NFX）及诺氟沙星胶囊内容物的FT-Raman光谱和在银胶基底上的表面增强拉曼光谱（SERS）,归属了各个振动；以及诺氟沙星与DNA的相互作用的SERS。结果表明：胶囊内容物的拉曼光谱图与对照品的拉曼光谱图的特征振动：C-F键的伸缩振动,C=C伸缩振动,O-C-O的对称伸缩振动峰值未发生变化,发生变化是的主要是分子骨架振动峰,诺氟沙星胶囊的辅料对拉曼光谱无实质影响；诺氟沙星可以在没有金属离子的存在下与DNA直接作用,NFX分子中的平面结构插入DNA的双螺旋碱基平面。（2）应用表面增强技术将薄层色谱与拉曼光谱相结合,研究了DNA与左旋紫草素的SERS光谱以及TLC原位分离的化合物与DNA作用。研究表明,银胶微粒表面增强作用下,在薄层色谱原位可获得分子的主要特征谱带,化合物与DNA的结合方式：萘醌母环中平面结构可能插入DNA的双螺旋碱基平面。（3）利用傅立叶变换拉曼光谱与红外光谱技术研究甘氨酸钙、甘氨酸复合物,从分析层面揭示了甘氨酸以及复合物的结构信息。（4）用SERS研究了生长周期的大肠杆菌Escherichia coli BL21以及重组菌E.coil BL21 （pET32-nrdH）,归属了各细菌的主要特征吸收峰,两者有一定的不同之处,结果表明用SERS可以表征和鉴定大肠杆菌与重组菌。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 第一节 拉曼光谱概述
• 1.1 拉曼光谱的原理特点与应用
• 1.2 表面增强拉曼光谱的应用
• 第二节 SERS在生物医学领域的应用
• 2.1 氨基酸、蛋白质与DNA的SERS研究
• 2.2 活体细胞的SERS研究
• 第三节 本文设想和主要研究内容
• 第二章 诺氟沙星与DNA的拉曼光谱研究
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 仪器
• 2.2.2 试剂
• 2.2.3 实验方法
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 诺氟沙星胶囊的拉曼光谱
• 2.3.2 诺氟沙星对DNA的影响
• 2.4 结论
• 第三章 紫草与DNA的拉曼光谱研究
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 实验仪器
• 3.2.2 实验试剂
• 3.2.3 实验方法
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 左旋紫草素的拉曼光谱研究
• 3.3.2 左旋紫草素-DNA的拉曼光谱研究
• 3.4 结论
• 第四章 甘氨酸钙的拉曼光谱研究
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 仪器与试剂
• 4.2.2 试剂
• 4.2.3 试验方法
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 甘氨酸的分子结构
• 4.3.2 甘氨酸固体样品的拉曼光谱
• 4.3.3 甘氨酸钙复合物的红外光谱分析
• 4.3.4 甘氨酸钙复合物的拉曼光谱
• 4.4 结论
• 第五章 Escherichia coli BL21的拉曼光谱研究
• 5.1 引言
• 5.2 实验部分
• 5.2.1 细菌株的生长条件
• 5.2.2 仪器
• 5.2.3 试剂
• 5.2.4 实验方法
• 5.3 结果与讨论
• 5.3.1 E.coil生长周期的表面增强拉曼光谱
• 5.3.2 E.coil BL21与重组菌E.coil BL21（pET32-nrdH）的表面增强拉曼光谱
• 5.4 结论
• 第六章 全文总结
• 参考文献
• 硕士期间发表的论文
• 致谢