半胱氨酸是一種常見的氨基酸，是一種有著特殊性質的氨基酸，在生物體內普遍存在。半胱氨酸具有旋光性比旋光度在＋８．３。．＋９．５。，分子式Ｃ３Ｈ７Ｎ０２Ｓ，在半胱氨酸分子內有一個硫氫基，可與金納米棒表面原子形成牢固的金硫鍵，使得金納米棒與半胱氨酸分子有著很強的相互作用，半胱氨酸修飾的金納米棒被廣泛的應用在生物檢測、環境監測、金納米棒白組裝等領域。
圖1為半胱氨酸的分子結構圖，當將半胱氨酸溶液與金納米棒溶液混合后，Ｓ．Ｈ鍵中的．Ｈ將會被金納米棒表面的金取代，形成牢固的Ａｕ—Ｓ鍵，而金納米棒表面的ＣＴＡＢ也會被半胱氨酸分子所取代。由于形成了化學共價鍵，使得半胱氨酸在金納米棒表面的連接非常牢固，相對于有機物包覆的金納米棒而言，穩定性比較好，實驗中即使經過若干次離心和水洗后，半胱氨酸也能很好的連接在金納米棒表面。這一性質使得半胱氨酸被廣泛應用于金納米棒的表面修飾中。
圖1
我們使用種子生長法制備金納米棒，離心１００００ｒ／ｍｉｎ若干次并用去離子水清洗。取離心管底部沉淀并用去離子水分散并定容。取容量瓶，加入去離子水分散定容的金納米棒溶液９ｍＬ備用。稱取半胱氨酸粉末０．１２１ｇ，轉移至容量瓶，并用去離子水定容至１００ｍＬ，制得濃度為１×１０。ｍＭ的半胱氨酸溶液。取半胱氨酸溶液１ｍＬ，加入到容量瓶中的９ｍＬ金納米棒溶液中，急速攪拌３ｍｉｎ，靜置１２ｈ。取反應后的溶液離心去除多余半胱氨酸配體，取下層沉淀用去離子水分散定容備用。
用去離子水作為基線，得到半胱氨酸包覆金納米棒溶液之后的紫外可見吸收譜。圖2為金納米棒表面修飾半胱氨酸前后的紫外可見吸收對比圖。
圖2
圖3
半胱氨酸修飾的金納米棒由于良好的生物相容性、特殊的物理化學性質，在生物醫藥、化學制藥、環境監測等領域有著廣泛的應用。在環境污染檢測中，有研究者使用半胱氨酸修飾的金納米棒來對溶液中的Ｐｂ２＋離子進行檢測，當溶液中存在Ｐｂ２＋離子時，會與半胱氨酸基團發生反應，這一反應會導致半胱氨酸修飾的金納米棒的紫外．可見吸收譜中的吸收峰發生相應的變化，相對于Ｐｂ２＋離子的濃度的不同，吸收峰的變化情況也不同。這一方法可以快速簡便的檢測Ｐｂ２＋離子的濃度。在生物傳感器的制備領域，有學者在金電極表面自組裝了半胱氨酸，并使用在自組裝的半胱氨酸上吸附金納米顆粒和過氧化物酶的方法，成功的制得了Ｈ２０２傳感器。目前關于半胱氨酸對金納米棒的拉曼增強效果的調控研究還比較少，為了拓展半胱氨酸修飾金納米棒應用，對其光學性質和拉曼散射增強性質的研究具有重要的意義。
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