不同溶液中制备的 l-半胱氨酸自组膜的红外反射吸收光谱研究

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1、第36卷第4期辽宁师范大学学报(自然科学版)Vo1．36No．42O13年12月JournalofLiaoningNormalUniversity(NaturalScienceEdition)Dec．2O13文章编号：1000—1735(2013)04—0507—05doi：10．11679／lsxb1k2Ol3040507不同溶液中制备的f_．半胱氨酸自组膜的红外反射吸收光谱研究冯春梁，邱文媛，孙越，张诗慧(辽宁师范大学化学化工学院功能材料化学研究所，辽宁大连116029)摘要i在金表面上制备L一半胱氨酸(L-Cys)自组装

2、单分子膜(SAMs)已引起人们的广泛兴趣．但是，我们发现，不同自组装溶液对SAMs的形成具有很大影响．利用偏振模式傅立叶变换红外反射吸收光谱对分别在磷酸盐缓冲溶液(PBS)、醋酸盐缓冲溶液(ABS)以及盐酸与氢氧化钠混合溶液中制备的L—CysSAMs的结构进行了研究．结果表明，在不同溶液中制备L—CysSAMs的最佳酸度条件不同，在ABS中为pH5．0，在盐酸与氢氧化钠混合溶液中为pH6．0，而在PBS中L—CysSAMs的表面密度随着pH的增加而增大．就所研究的3种溶液而言，在优化条件下，在ABS中制备的L～CysSAMs的

3、表面密度最大，因而其表面结构最完美．本研究为进一步制备免疫传感器、酶传感器等生物传感器提供了有利的技术支持．关键词：L一半胱氨酸；自组装单分子膜；生物传感器中图分类号：T$251．51文献标志码：A生物活性材料在固体表面上的组装是制备生物传感器的关键技术之一，自组装单分子膜(SAMs)为生物材料的固定化提供了一种有效途径．利用SAMs分子末端基团(-COOH、～0H、一NH2、一SH等)的反应活性，可将生物活性分子以共价键形式固定在自组装膜修饰电极上口]．L一半胱氨酸(L—Cys)既能溶于酸又能溶于碱，具有良好的电化学活性，可

4、通过S—Au键在金电极表面形成有序稳定的自组装单分子膜(L—CysSAMs)[3-4]，L—CysSAMs表面上的COOH和NH2又可通过耦联法或交联法与蛋白质分子发生共价结合，是构建化学传感器及生物传感器的有效手段。]．但是，我们在实验中发现，自组装溶液的种类和酸度条件对L—CysSAMs的结构都会产生显著影响．为了构建性能优良的生物传感器，本文分别在盐酸与氢氧化钠、醋酸盐缓冲溶液(ABS)以及磷酸盐缓冲溶液(PBS)中，在金表面上制备了L—CysSAMs，对3种溶液的最佳酸度条件进行了研究，并利用偏振模式傅里叶变换红外反射

5、吸收光谱(PM-FT-IRRAS)对其进行了表征．结果表明，在盐酸／氢氧化钠溶液和ABS中制备的L—CysSAMs的最佳酸度条件分别为pH6．0和pH5．0，而在PBS中L—CysSAMs的表面密度随着pH的增加而增大．ABS是3种溶液中最佳自组装溶液．本研究对蛋白质分子的固定化及生物传感器的制备与应用具有重要意义．1实验部分1．1仪器与试剂TENSOR27红外光谱仪(BRUKER公司德国)；PHS-3C精密酸度计(上海精密分析仪器公司)；收稿日期：2013-06-20基金项目：国家自然科学基金项目(60572009)；辽宁省

6、教育厅高校重点实验室项目(2oo8s134)作者简介：冯春梁(1956一)，男，辽宁岫岩人，辽宁师范大学教授．508辽宁师范大学学报(自然科学版)第36卷HumanLIP900超纯水系统(Human公司韩国)．L一半胱氨酸(BioBasicinc公司，美国)；NaAc—HAc缓冲溶液(O．01mol／L，酸度计调节pH)，磷酸盐缓冲溶液(O．01mol／L，酸度计调节pH)；镀金硅片由海德堡大学应用物理化学研究所提供；所有实验用水均为超纯水．1．2L-半胱氨酸自组装膜的制备首先将镀金硅片置于新配制的Piranha洗液(舢：V浓

7、，SO=1：3)中浸泡10min，取出用超纯水淋洗，依次在超纯水、无水乙醇、超纯水中超声清洗，每次5min，N。吹干．最后将洁净的镀金硅片置于4mL10mmol／L的L—Cys溶液中自组装24h，用超纯水淋洗干净后，便制得L—CysSAMs．1．3修饰膜电极的红外光谱表征利用偏振模式一红外反射吸收光谱(PM—FT—IRRAS)对金表面上的自组装膜进行表征．使用镜面反射附件，入射角为7O。，偏振角为85。，分辨率为8cm～，扫描次数3000次．2结果与讨论2．1L-Cys的透射红外光谱为了确认L—Cys成膜后的结构，首先测试了L

8、—Cys的透射红外光谱(KBr压片)，结果如图1所示．L—CysSAMs在生物传感器中的应用是基于膜表面的功能基团NH。和COOH，因此我们主要关注这2个基团IR吸收峰的变化．图1中出现的吸收谱带可归属为：3179cm处为一NH的对称伸缩振动吸收峰，2973cm为NH+的伸缩