上海交通大学林俐：致力于将拉曼光谱技术真正推向临床

在满足目前各种应用需求的前提下，光谱分析仪器和方法也在不断的创新发展中，不论是分子光谱还是原子光谱都涌现了一系列创新的成果，特别是拉曼光谱、近红外光谱、激光诱导击穿光谱、太赫兹、超快光谱、荧光相关光谱、高光谱等相关技术彰显了极具诱惑的市场活力，引领着行业发展的方向。

第十二届光谱网络会议（iCS 2023）中，近50位专家报告充分彰显了光谱创新潜力，纷纷展示了一系列的创新成果：从仪器整机到关键部件；从系统集成到方法开发；从大型科研仪器，到用于现场的便携、手持设备；从实验室检测设备，到过程分析技术……为了更好的展示这些创新成果，同时也进一步加深专家、用户、厂商之间的合作交流，会议主办方特别策划《光谱创新成果“闪耀”iCS2023》网络专题成果展，集中展示本次光谱会凸显的创新成果，包括但不限于仪器、部件、技术、方法、应用等。

本次会议中，上海交通大学长聘教轨助理教授林俐特别分享了题为《活体透射表面增强拉曼光谱：深层病灶的无创检测与定位》的报告，引发行业极大关注。会后，我们也特别邀请了林俐教授再次给大家做深入的分享。

1、成果简介

检测体内病灶并获取其深度信息，对于临床诊疗至关重要。拉曼光谱具有实时采集和无电离辐射等优势，但传统背散射拉曼光谱不具备实现深层病灶无创实时定位潜力。我们开展了基于透射拉曼光谱的深层检测研究。成果及优势如下：

成果1：开发了超高亮度拉曼造影剂，结合表面多支化结构的金纳米花和银壳结构，利用“缝隙增强”的效应极大增强造影剂的亮度，检出限fM级别。结合大光斑激发的策略，可以在满足临床安全光照剂量要求下实现高检测深度，最高14cm；

成果2：开发了“谱峰比值法”病灶深度预测模型；结合多点检测误差校正模型、多谱峰对的非匀质组织深度预测模型和平面多点检测方法，最终完善为一套“谱峰比值法”病灶三维定位策略。

成果3：首例基于透射拉曼光谱的大鼠前哨淋巴结的无创定位和手术导航，活体实时定位误差小于1%。

2、产业化探索

未来准备将整套病灶检测方法集成为集造影剂、检测装置、定位算法为一体的拉曼病灶定位系统，最终可以将系统应用于临床肿瘤的前哨淋巴结定位手术导航。当前，高亮度造影剂已完成了中试生产，病灶的定位方法已申报专利。

该系统具备很高的应用前景，仅以前哨淋巴结活检手术为例，研报显示全球每年手术台次超1000万例，总市场规模超1000亿，手术辅助设备规模超100亿。

3、课题组未来研究计划

最看好的光谱技术仍是拉曼光谱技术。因为拉曼光谱作为一种分子指纹光谱，具有高特异性，无标记检测方法可以直接展示生物分子的特征。作为一种光学检测技术，对于人体较为无害。在未来，我们将会进一步完善拉曼造影剂安全性验证，以及病灶三维定位模型，并尝试结合CT、MRI等常见医学成像手段，开发拉曼多模态成像方法，将拉曼光谱技术真正推向临床。

4、合作意向

① 和仪器设计厂商合作，共同研发集成拉曼病灶定位系统，最终可以形成可出售的产品；

② 和研究光学重建算法以及多模态成像的老师合作，共同开发出拉曼多模态成像方法。

5、专家简介或者课题组介绍

上海交通大学生物医学工程学院拉曼医学及纳米光子学研究中心

叶坚教授，课题组PI，博士生导师，上海交通大学医学院附属瑞金医院“广慈教授”、上海交通大学医学院附属仁济医院兼职研究员、国家重点实验室PI、国家自然科学基金委优秀青年基金获得者。联系方式：yejian 78 @sjtu.edu.cn

林俐助理教授，博士生导师，上海市教委“晨光计划”学者。研究兴趣为基于光学方法的无创病灶定位和检测，包括近红外二区拉曼响应纳米探针的设计开发、深穿透拉曼光谱技术、拉曼图像重建和术中活体定位病灶。联系方式：linli92@sjtu.edu.cn