不同修饰电极的SERS图
自组装单分子膜(Self-assembledmonolayers, SAMs)是分子与基体表面以及分子间通过物理化学作用, 自发构成的一类热力学稳定、排列规则的单层膜, 具有均匀、构型一致、高密堆积和低缺陷等特点. 由于SAMs结构高度有序和规整, 为电化学研究提供了一个简单而可控的界面, 籍此可探测分子在表面微结构中的行为与宏观电化学响应之间的关系. 巯基化合物通过强Au—S键吸附到金电极表面, 可形成稳定的单分子层, 使修饰电极呈现新的电化学特性. 金电极表面组装L-半胱氨酸(L-Cys)单分子层后, 能阻碍铁氰化钾电子转移; L-Cys修饰电极可促进超氧化歧化酶电子传递过程, 体现一定的电催化性能. 但目前为止, 未见L-Cys自组装层致密性对其修饰电极电化学性能影响的研究报道.
表面增强拉曼散射(Surfaceenhanced Raman scattering, SERS)光谱是具有巨大增强因子(一般在104～106左右)的表面分析技术, 能获得亚单分子层水平的检测灵敏度, 根据SERS机制和振动归属, 可确定金属表面吸附分子的种类、吸附状态和取向等信息, 在单分子膜的研究中已有广泛应用.
上海师范大学化学系杨海峰等人用循环伏安法分别测定了金电极表面L-半胱氨酸(L-Cys)和十二硫醇自组装单分子层的电化学行为, 实验发现虽然单层结构排列致密, 但并不能有效地阻碍铁氰化钾与电极间异相电子转移过程, 同时观察到十二烷基硫醇自组装层能较好地阻碍电子转移作用. 运用表面增强拉曼散射光谱技术, 以十二烷基硫醇作为缺陷探针, 从分子水平上证实了L-半胱氨酸自组装单层的稳定性和致密性.