拉曼光谱技术与应用“方兴未艾”_专题报道

前言

近年来，拉曼光谱在中国的研究掀起了一层又一层热潮，特别是SERS基底的开发，以及基于SERS基底而开展的一系列应用研究一直吸引着业界的眼球。仔细留意，就会发现，拉曼光谱技术及应用的研究“方兴未艾”，我们期待，这些新的研究可以尽快应用到实际生产和生活中，进而推动我国拉曼光谱学研究和应用的长足发展。这里，我们汇总，并持续补充今年以来拉曼光谱研究方面所取得了的系列科研成果。

金银纳米材料表面生物分子吸附及SERS光谱研究获进展

近期，中国科学院合肥物质科学研究院技术生物与农业工程研究所研究员黄青课题组用同位素标记SERS方法和量化理论计算解析腺嘌呤在金/银纳米颗粒表面吸附问题上取得新进展。理论模拟采用分子-金属团簇模型，将不同模型下计算得到的光谱分别与15N全标记和未标记的腺嘌呤SERS实验谱对照分析，得出腺嘌呤在金/银表面都以N7H异构体的N3和N9位氮原子双配位的方式吸附。

近日消息，来自德国埃尔朗根—纽伦堡大学、维也纳大学，柏林自由大学的一个科学家团队成功地在理论和实验两方面精确验证了分步化学改性石墨烯的特定拉曼光谱。他们的结果发表在了近期的《Nature Communications》上。两位主要研究作者Yachay Tech和J. Chacon说，这种原位拉曼光谱法是一种非常有效的技术，可以在材料生产过程中以快速、无接触和广泛的方式控制石墨烯的功能。这能够生产电子传输性质可控的用于半导体工业中定制的石墨烯材料。

Small Methods：基于石墨烯柔性拉曼增强基底的SERS定量检测

定量检测一直是SERS领域关注的前沿问题，也是SERS走向实际应用面临的挑战之一。迄今为止，SERS的定量检测还面临一系列挑战，拉曼信号的准确性、重复性、分子数目等因素都具有一定的不确定性。北京大学纳米化学研究中心的张锦教授课题组发展了基于石墨烯的柔性、透明、自支撑拉曼散射增强基底(G-SERS tape)。近日，他们利用这种新型的拉曼增强基底实现了SERS的定量检测。

合肥研究院构筑出表面增强拉曼光谱单热点放大器

近日，中国科学院合肥物质科学研究院智能机械研究所研究员杨良保等利用自发的毛细力捕获纳米颗粒，构筑了由单根银纳米线和单个金纳米颗粒组成的单热点放大器，实现了表面增强拉曼光谱(SERS)高稳定和超灵敏检测。相关成果以A capillary force-induced Au nanoparticle–Ag nanowire single hot spot platform for SERS analysis为题，作为封面文章发表在Journal of Materials Chemistry C (J. Mater. Chem. C., 2017, 5, 3229-3237) 杂志上，得到了同行和杂志编辑的高度肯定。

智能所将SERS技术用于复杂环境中肾上腺素的选择性检测

智能所杨良保研究员等利用表面共振增强拉曼光谱(SERRS)技术并结合界面组装的方法，实现了对复杂环境中肾上腺素的选择性检测。相关成果已发表在美国化学会旗下的ACS applied materials & interfaces (2017, 9, 7772-7779)杂志上。直接对复杂体系检测，往往存在背景信号干扰和信号重复性差等问题。研究人员通过界面组装的方法，使得复杂体系中的目标分子被贵金属纳米材料表面的拉曼探针捕获后，快速分离并在界面富集，将在界面成膜的贵金属纳米材料用硅片转移，有助于进一步降低背景信号带来的干扰。

深圳先进院研发磁性拉曼检测芯片用于食品安全和环境监测

近日，中国科学院深圳先进技术研究院李鹏辉、喻学锋、罗茜等合作，成功开发出一种磁性可移动拉曼增强(SERS)检测芯片，实现了多种环境污染物的高灵敏度快速检测。课题组近年来在SERS检测芯片构建和SERS检测技术方向开展深入研究，在食品安全和环境污染物检测等领域取得了多项突破性进展(ACS Applied Materials & Interfaces, 2015, 7: 5391; Advanced Materials, 2016: 28: 2511，封面文章)，并申请相关发明专利5项。这些研究成果不仅可以实现高灵敏低成本SERS检测芯片的大规模制备，更重要的是为食品安全检测和环境监测等领域提供了可靠的快速光学检测技术。

北工大团队研发拉曼光谱快检技术果蔬速测再添“火眼金睛”

有没有更加简便有效的检测方法?北京工业大学生命科学与生物工程学院实验中心主任郑大威利用拉曼光谱的特性研发出了先进的检测技术，可以在几分钟内快速测出瓜果蔬菜上的生长激素、残留农药，保障舌尖上的安全。这一技术在之前的“三聚氰胺”事件中已经得到有效验证。目前，郑大威带领着团队还在进一步深入研究拉曼光谱，将它引入癌症早期筛查，造福更多的人群。

华中农大研制出仿壁虎脚纳米SERS基底农残检测再添利器

受壁虎脚底奥秘的启发，华中农业大学教授韩鹤友带领的课题组将仿生思想与纳米技术相结合，研制出一种仿壁虎脚纳米SERS基底，在用于水果蔬菜农药残留检测时，可以实现基底与实际样品表面的亲密接触，做到无损伤、直接、快速检测。

合肥研究院利用SERS技术首次实现DHA对细胞作用的定量分析

最近，中国科学院合肥物质科学研究院技术生物与农业工程研究所研究员黄青研究组利用SERS技术，实现了DHA对HeLa细胞的作用和效果的定量分析和评估，相关研究成果发表在国际期刊Lab on a chip上。

未来农民可能会用拉曼光谱仪来衡量西红柿的成熟度

当西红柿成熟时，它们的颜色会从绿色逐渐转变成橙色、红色。评估西红柿何时成熟基本上是用肉眼完成的，会有些主观。不过，多亏了西班牙巴斯克大学科学家进行的一项研究，农民可能很快就有机会使用激光设备来衡量西红柿的成熟度。由Josu Trebolazabala带领的一组研究人员尝试利用便携式拉曼光谱仪来衡量西红柿的成熟度。