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       表面增強拉曼光譜(SERS)技術在物質分析上具有指紋識別、高靈敏度、無損、水干擾小等優(yōu)點，已在化學、生物、醫(yī)學、食品、環(huán)境等領域得到廣泛應用。但目前關于SERS光譜的重復性和定量化及其化學增強效應和機理問題，仍是研究熱點和難點，因為這與分子在金屬納米材料上的吸附方式和作用密切相關。

反向思考，是否可通過對SERS光譜測量與分析研究分子在金屬納米材料上的吸附方式和作用？中國科學院合肥物質科學研究院技術生物與農(nóng)業(yè)工程研究所研究員黃青課題組對此開展研究并取得進展。相關研究結果發(fā)表于J. Phys. Chem. C（DOI:10.1021/acs.jpcc.8b00949）。

他們以典型的半胱氨酸-金溶膠體系為研究對象，利用分子-金屬團簇理論模型結合SERS光譜解析氨基酸在金屬納米顆粒表面的吸附結構。通過量子化學理論計算，建立了半胱氨酸在金屬納米顆粒吸附的各種可能的分子-金屬團簇模型；結合實驗SERS光譜解析，得出半胱氨酸為Anti(II)旋轉構象，即分子以硫原子和氧原子與基底形成化學鍵吸附到金表面。

此前，黃青課題組利用SERS方法，針對堿基在金/銀納米顆粒表面吸附方式進行研究，得到堿基以N7H異構體的N3和N9位氮原子雙配位的方式吸附在金/銀納米材料表面的結果（J. Phys. Chem. C, 121, 2017, 9869-9878）。國外同行針對SERS研究中腺嘌呤在金/銀表面吸附這個未解難題發(fā)表綜述文章(ChemPhysChem，DOI:10.1002/cphc.201701223)，對研究結果進行引用、評述，并評論“我認為你們的工作對這個富有爭議的話題是一個重要的貢獻”。

以上工作出發(fā)點以典型氨基酸分子-半胱氨酸和堿基分子-腺嘌呤為例，利用SERS實驗，結合這種密度函數(shù)理論（DFT）量化計算方法解析它們在金屬納米材料表面吸附方式和作用機理。這種方法可推廣應用于解決其他生物分子在金屬表面吸附的問題?；?/span>DFT計算和SERS測量相結合方法，有助于解決SERS光譜定量化問題，解析SERS化學增強效應和機制。

此項研究工作得到國家自然科學基金、安徽省自然科學基金以及國家重點基礎研究發(fā)展計劃等項目資助與支持。