半胱氨酸是一种常见的氨基酸，是一种有着特殊性质的氨基酸，在生物体内普遍存在。半胱氨酸具有旋光性比旋光度在＋８．３。．＋９．５。，分子式Ｃ３Ｈ７Ｎ０２Ｓ，在半胱氨酸分子内有一个硫氢基，可与金纳米棒表面原子形成牢固的金硫键，使得金纳米棒与半胱氨酸分子有着很强的相互作用，半胱氨酸修饰的金纳米棒被广泛的应用在生物检测、环境监测、金纳米棒白组装等领域。
图1为半胱氨酸的分子结构图，当将半胱氨酸溶液与金纳米棒溶液混合后，Ｓ．Ｈ键中的．Ｈ将会被金纳米棒表面的金取代，形成牢固的Ａｕ—Ｓ键，而金纳米棒表面的ＣＴＡＢ也会被半胱氨酸分子所取代。由于形成了化学共价键，使得半胱氨酸在金纳米棒表面的连接非常牢固，相对于有机物包覆的金纳米棒而言，稳定性比较好，实验中即使经过若干次离心和水洗后，半胱氨酸也能很好的连接在金纳米棒表面。这一性质使得半胱氨酸被广泛应用于金纳米棒的表面修饰中。
图1
我们使用种子生长法制备金纳米棒，离心１００００ｒ／ｍｉｎ若干次并用去离子水清洗。取离心管底部沉淀并用去离子水分散并定容。取容量瓶，加入去离子水分散定容的金纳米棒溶液９ｍＬ备用。称取半胱氨酸粉末０．１２１ｇ，转移至容量瓶，并用去离子水定容至１００ｍＬ，制得浓度为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金纳米棒溶液中，急速搅拌３ｍｉｎ，静置１２ｈ。取反应后的溶液离心去除多余半胱氨酸配体，取下层沉淀用去离子水分散定容备用。
用去离子水作为基线，得到半胱氨酸包覆金纳米棒溶液之后的紫外可见吸收谱。图2为金纳米棒表面修饰半胱氨酸前后的紫外可见吸收对比图。
图2
图3
半胱氨酸修饰的金纳米棒由于良好的生物相容性、特殊的物理化学性质，在生物医药、化学制药、环境监测等领域有着广泛的应用。在环境污染检测中，有研究者使用半胱氨酸修饰的金纳米棒来对溶液中的Ｐｂ２＋离子进行检测，当溶液中存在Ｐｂ２＋离子时，会与半胱氨酸基团发生反应，这一反应会导致半胱氨酸修饰的金纳米棒的紫外．可见吸收谱中的吸收峰发生相应的变化，相对于Ｐｂ２＋离子的浓度的不同，吸收峰的变化情况也不同。这一方法可以快速简便的检测Ｐｂ２＋离子的浓度。在生物传感器的制备领域，有学者在金电极表面自组装了半胱氨酸，并使用在自组装的半胱氨酸上吸附金纳米颗粒和过氧化物酶的方法，成功的制得了Ｈ２０２传感器。目前关于半胱氨酸对金纳米棒的拉曼增强效果的调控研究还比较少，为了拓展半胱氨酸修饰金纳米棒应用，对其光学性质和拉曼散射增强性质的研究具有重要的意义。
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