表面增强拉曼散射(SERS)光谱已经发展成为一种高灵敏度的重要分析手段,在表面科学、分析科学和生物科学等领域中得到了广泛应用。但氧化和碳化是该方法在分析检测有机/生物分子中难以避免的干扰现象。文献多采用真空、惰性气氛、低温和低激光功率等物理方法减小上述干扰,但这些措施难以在例行分析中实现。目前对这一难题尚缺少简便而有效的化学解决方法。本文以三种重要的生物分子吡哆醇(PN)、半胱氨酸(Cys)和肌肽(Car)为例,针对表面增强拉曼散射光谱方法难以避免的氧化和碳化问题,提出了一种新的利用氯化亚锡消除氧化和碳化现象的化学方法,并探讨了其作用机理。该方法操作简单,有效,已应用到金、银、铜三种粗糙基底上多种有机/生物分子的SERS研究。本文的主要内容如下:1.研究氯化亚锡的电化学性质和SERS光谱,探讨氯化亚锡消除氧化和碳化现象的机理。发现亚锡离子的强还原性,强吸附性,与生物/有机分子的多种作用方式(包括配位和诱导吸附)起着关键作用。以吡啶为探针分子的实验结果表明,氯化亚锡能有效地解决碳化问题,而电势的改变可以调控氯化亚锡与吡啶的作用。负电势下,强化学吸附在粗糙金电极上的氯化亚锡对吡啶阳离子进行诱导吸附,避免了其遭受“第一层效应”的强电磁场破坏,这是抑制吡啶碳化的重要原因。2.利用氯化亚锡成功地解决了SERS光谱方法测定PN时存在的严重氧化和碳化问题,获得高质量的PN的SERS光谱。PN与化学吸附在粗糙金表面的亚锡进行强配位而被固定在强电磁场区,同时也免受了“第一层效应”的强电磁场的破坏。区别于常见的被测分子的物理吸附、化学吸附和诱导吸附,该信号增强程度非常显著,在众多生物分子的SERS光谱报道中是少见的。我们认为这是由于除了电磁场(EM)增强效应外,化学(CE)增强效应在获得PN的表面增强拉曼信号时起了重要作用。氯化亚锡的独特作用还可以拓展到其他两种钱币金属(即银、铜)的粗糙基底上。3.在PN-Cys混合溶液中,引入氯化亚锡不仅可以消除碳化和氧化现象,还可以选择性测定PN或Cys分子。在粗糙金基底上,只能测到来自混合溶液中PN的信号,Cys几乎不干扰PN的光谱,因为亚锡与金基底和PN作用强,而与Cys作用弱。在粗糙铜基底上,电势向负方向变化的过程中先出现Cys的信号,然后PN与Cys的信号同时存在,这是由于亚锡与铜基底的作用相对要弱。4.利用氯化亚锡与肌肽的配位作用克服了Car在SERS光谱中的氧化和碳化现象,实现了Car的SERS光谱分析。利用SERS光谱初步探讨了亚锡与多种不同类型的分子的相互作用。