近期，中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院技術(shù)生物與農(nóng)業(yè)工程研究所研究員黃青課題組用同位素標(biāo)記SERS方法和量化理論計算解析腺嘌呤在金/銀納米顆粒表面吸附問題上取得新進展。

自上世紀(jì)八十年代首次報道DNA基本結(jié)構(gòu)分子——腺嘌呤在金/銀等納米顆粒表面的表面增強拉曼光譜(SERS)以來，學(xué)界針對腺嘌呤表面吸附問題開展了大量光譜學(xué)實驗和理論研究。但其在金銀納米顆粒表面的吸附方式仍然難以確定，而明確分子在表面的吸附構(gòu)象對進一步理解拉曼光譜增強效應(yīng)及機制至關(guān)重要。

實驗通過理論模擬采用分子-金屬團簇模型，將不同模型下計算得到的光譜分別與15N全標(biāo)記和未標(biāo)記的腺嘌呤SERS實驗譜對照分析，得出腺嘌呤在金/銀表面都以N7H異構(gòu)體的N3和N9位氮原子雙配位的方式吸附。

這項工作不僅闡明了腺嘌呤在金/銀等納米顆粒的表面吸附方式，解釋了其表面增強拉曼光譜信號，更重要的是通過實例說明了同位素SERS實驗結(jié)合量化理論計算的方法對研究金屬表面生物分子吸附問題非常有效。

以上研究工作得到國家自然科學(xué)基金、安徽省自然科學(xué)基金以及國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃等項目的支持，相關(guān)結(jié)果發(fā)表在《物理化學(xué)雜志C》(The Journal of Physical Chemistry C)期刊。

腺嘌呤在金/銀表面以N7H異構(gòu)體的N3和N9位氮原子雙配位方式吸附的結(jié)構(gòu)圖

腺嘌呤在(左)銀(右)金納米顆粒基底上的SERS譜：(a)15N全標(biāo)記(c)未標(biāo)記實驗SERS譜，(b)15N全標(biāo)記(d)未標(biāo)記的理論計算譜