红外计

p　　3月5日，中国仪器仪表学会标准化工作委员会（SCIS）发布关于(红外额温计)标准项目公示的通知(仪学秘字〖2020〗008号)，公示期为发布之日起2周。项目申报单位为上海工业自动化仪表研究院有限公司，上海仪器仪表自控系统检验测试所有限公司。br//pp　　SCIS标准项目公示表内容显示，在使用过程中，多有反映红外额温计测量不准确，性能不稳定，影响准确判断体温的问题。产生上述问题的最重要原因之一是目前国内没有相应标准统一规范要求，不能用一致的规范检测产品性能，致使市场上红外额温计产品质量良莠不齐，监测验证无规。因此，急需制定红外额温计产品标准，规范产品的技术指标，明确红外体温计本身的测量准确度度和可靠性等关键技术性能，制定出控制产品技术要求、质量指标、风险管理等方面的规范。/pp style="text-align: center "strong关于(红外额温计)标准项目公示的通知(仪学秘字〖2020〗008号)/strong/pp　　strong各相关单位：/strong/pp　　依照《中华人民共和国标准化法》，我学会制定满足市场需求、反映先进专业技术水平、具有我国自主知识产权的团体标准。经过我会标准化工作委员会(SCIS)的前期项目初审，拟制定目前防控疫情工作急需和产品市场亟待的标准项目如下：/pp　　《红外额温计》(产品标准)/pp　　(项目申报单位：上海工业自动化仪表研究院有限公司，上海仪器仪表自控系统检验测试所有限公司)/pp　　上述标准制定项目的目的、意义和必要性等参见附件的《SCIS标准项目公示表》。/pp　　现请各有关单位或个人，针对该标准制定项目有相关意见或建议，请按照该表格反馈给我会。同时，征集有意愿参加该标准制定，并且具有相关技术的单位参加该标准制定工作组。/pp　　特此公示。公示期为发布之日起2周。/pp　　联　系：中国仪器仪表学会标准化工作委员会/pp　　地 址：北京市海淀区锦秋国际大厦A座2303室/pp　　电 话：86-10-82800385，传 真：86-10-82800485/pp　　email： scis@cis.org.cn/pp style="text-align: right "　　2020年3月5日/pp　　附件：/pp style="text-align: center "strongSCIS标准项目公示表/strong/ptable border="1" cellspacing="0" cellpadding="0" width="600" align="center"tbodytr class="firstRow"td width="158"p style="text-align:center "申请/建议项目名称(中文)/p/tdtd width="250" colspan="4"p style="text-align:center "红外额温计/p/tdtd width="179"p style="text-align:center "申请/建议项目 br/ 名称(英文)/p/tdtd width="266"p style="text-align:center "Infrared forehead thermometer/p/td/trtrtd width="158"p style="text-align:center "制定或修订/p/tdtd width="131" colspan="2"p style="text-align:center "■制定/p/tdtd width="119" colspan="2"p style="text-align:center "□修订/p/tdtd width="179"p style="text-align:center "被修订标准编号/p/tdtd width="266"br//td/trtrtd width="158"p style="text-align:center "采标程度/p/tdtd width="67"p style="text-align:center "□IDT/p/tdtd width="89" colspan="2"p style="text-align:center "□MOD/p/tdtd width="95"p style="text-align:center "□NEQ/p/tdtd width="179"p style="text-align:center "采标编号/p/tdtd width="266"br//td/trtrtd width="158"p style="text-align:center "国际标准/国外先进标准名称 br/ (中文)/p/tdtd width="250" colspan="4"p style="text-align:center "无/p/tdtd width="179"p style="text-align:center "国际标准/国外先进标准名称 br/ (英文)/p/tdtd width="266"p style="text-align:center "无/p/td/trtrtd width="158"p style="text-align:center "项目申报单位/p/tdtd width="694" colspan="6"p style="text-align:center "上海工业自动化仪表研究院有限公司 br/ 上海仪器仪表自控系统检验测试所有限公司/p/td/trtrtd width="158"p style="text-align:center "目的、意义或必要性/p/tdtd width="694" colspan="6"p style="text-align:center "体温测量的主要方式有接触式和非接触式两种。非接触式测量的代表方法是红外体温计测量，主要包括红外耳温计和红外额温计。 br/ 红外额温计是通过采集人体额头发出的红外热辐射被动感测出人体体温。与传统的接触式测体温相比较，红外额温计测量具有响应快、便捷、不与被测对象接触、不发生交叉感染、可用于动态检测等优点。因此，公共场所的人体非接触测温，或疫情监控时各种场合的人体非接触测温，红外额温计被大量使用。尤其是在诊断SARS、禽流感、甲型H1N1型、冠状病毒等具有发热症状的最初体温筛查环节，已经被广泛使用。尤其今年新冠肺炎疫情暴发流行期间，红外额温计作为重要的防疫产品，对具有发热症状的人群进行快速筛查，成为机场、车站、医院、社区、超市等公共场所优先选择的温度计，在防疫战中发挥了重要作用。 br/ 但是，在使用过程中，也多有反映红外额温计测量不准确，性能不稳定，影响准确判断体温的问题。产生上述问题的最重要原因之一是目前国内没有相应标准统一规范要求，不能用一致的规范检测产品性能，致使市场上红外额温计产品质量良莠不齐，监测验证无规。因此，急需制定红外额温计产品标准，规范产品的技术指标，明确红外体温计本身的测量准确度度和可靠性等关键技术性能，制定出控制产品技术要求、质量指标、风险管理等方面的规范。用标准促进红外额温计产品在整体质量和性能上的全面提升，建立产品质量监测的依据，保障红外额温计在市场上的应用可靠性，为防控疫情做出最实际的贡献！/pp style="text-align:center " /p/td/trtrtd width="158"p style="text-align:center "反馈意见/p/tdtd width="694" colspan="6"p style="text-align:center " /pp style="text-align:center " /pp style="text-align:center " /pp style="text-align:center " /pp style="text-align:center " /p/td/trtrtd width="158"p style="text-align:center "反馈意见单位/p/tdtd width="694" colspan="6"p style="text-align:center " /pp style="text-align:center " /pp style="text-align:center "（负责人签字、盖公章） br/ 年 月 日/p/td/trtrtd width="158"br//tdtd width="67"br//tdtd width="65"br//tdtd width="24"br//tdtd width="95"br//tdtd width="179"br//tdtdbr//td/tr/tbody/tablep　　span style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "注：意见反馈可以填写此表后，可以通过电子邮箱或电话联系反馈给中国仪器仪表学会标准化工作委员会。电话：010-82800385 scis@cis.org.cn/span/ppbr//p

p　strong　1、初识神奇/strong/pp　　在读博时的主攻方向聚焦在分子光谱分析同时测定多组分的研究工作上，主要手段是荧光(FL)与共振瑞利散射光谱(RRS)分析技术。我曾做了很多同系物、相似物、同分异构体的同时测定的工作，以及后来专攻手性对映体不经分离而同时测定的研究。读博时我师从刘绍璞先生，研习RRS分析方法。这项有意思的工作非常满足我的好奇心，因为在日常生活中我们所看到的灿烂朝阳、绚丽晚霞、蓝天白云、湛蓝大海等等都可以用瑞利散射(RS)去分析解释。可是在荧光分析仪上，共振瑞利散射(RRS)一直是令人讨厌的杂散光，直到上世纪九十年代初，美国人Pasternack才把它用作为定量分析手段，随后刘绍璞先生又发展了二级散射(SOS)和倍频散射(FDS)等共振非线性散射(RNLS)分析技术，把RRS分析方法的研究推向了极致。为此我对分子光谱分析的研究保持了极大的兴趣，并激发集聚起我潜在的巨大能量。而在把RRS用于多组分同时测定的长期研究工作中，我一直很困惑的是RRS的灵敏度虽很高，但并不很快捷，且利用单一的RRS分析技术乏陈特异性和选择性。/pp　　当我在查阅参考文献拓展其他分子光谱分析同时测定的工作之时，偶看到近红外光谱分析的参考文献，其中也有袁洪福、韩东海、梁逸曾、邵学广、吴海龙等老师的大作，更有国内近红外光谱研究的大师、令人钦佩的陆婉珍院士和严衍禄教授的经典著作。神奇的近红外光谱使我眼前一亮，它本身就是一种多种组分同时测定的快检方法。于是我订购了大量的近红外光谱分析的书籍，开始了废寢忘食的恶补近红外光谱基础知识。机缘巧合我就这样结识了近红外工作且深陷不能自拔。/pp　　近红外光谱是神奇的，有人说近红外光谱就好似一锅粥，在我看来，它好似婉约飘逸的彩虹，风姿绰约述陈着它本身的曼妙和神奇。形同诗人观瀑布，疑是银河落九天。/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201705/insimg/f833d39d-e4ad-4f79-9b54-585a0719b2a6.jpg" title="图谱. 自建中成药多组分体系的近红外光谱图数据库.jpg"//pp style="text-align: center "strong图谱. 自建中成药多组分体系的近红外光谱图数据库/strong/pp　　因为在近红外波段内若干X-H键的倍频与合频的共舞构成近红外光谱尤如远处的崇山峻岭，神奇峰叠嶂，美仑美奂。近红外光谱分析非同于常规的特征分析方法我们虽然找不到一个特征峰来入手作分析，也难怪这是人类最早发现的一段可见光外的光波段(1800年)，却一直莫可奈何，无助于分析。现在有了化学计量学帮忙把近红外光谱的美与数学建模的妙，有机关联起来，于是演变成了一个让人无限推测暇想近乎完美的二次分析。/pp　　正因为它是大量样本的多指标统计建模，从大数据中抽取有效信息，所以它不需要再作选择性实验，直接可得出定性定量的结果 正因为它是大量校正集样本的近红外光谱与经典方法测量的标准值相关联建模，所以它的分析精度直接依赖于经典方法，所以它不需要再作针对性的偏差分析 也正因为它是大量样本的多组分的可区分指标的统计建模，可以从相互重叠的信息中提取差异信息，所以它能够按模型进行混合物中多组分定性定量分析，也可以进行区分真伪或优劣的聚类分析鉴定。/pp　　近红外光谱分析有独特的分析过程，由于是大量样本的统计建模后，须经内部校正和外部检测，得到精干的数学模型，能够做出快速、简便、准确、无损、清洁的分析，同时由于它的精干建模可搭载光纤的轻便，最适宜承载互联网加进行远程在线分析。/pp　　正是近红外的这些不含糊的优势吸引了我，或许可以开辟一条多组分同时测定的便捷之路，于是我安排研究生和我一起着手近红外光谱分析的研究工作。后来我就开始招收近红外光谱分析方向的研究生，开始了饶有兴趣的新知识的学习研发和拓展，每一个假期带领我的研究生参加近红外光谱培训，于是我的团队开启了在近红外领域里的长途跋涉。终于在2008年我带领学生参加了全国近红外光谱第二届年会，学生杨琼带着我们的第一篇论文《近红外光谱法同时测定废水中的化学需氧量(COD)和生化需氧量(BOD)》与会交流，获得了梁逸曾等老师的好评，得到优秀墙报奖鼓励，并得到了陆婉珍院士的赞赏。/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201705/insimg/c239b545-2968-4877-ab1b-3c5a3e0c938e.jpg" title="10.jpg"//pp　　这以后我们每届都参加国内的近红外光谱大会，也出席了在泰国、南非、法国和韩国等国际近红外光谱大会，在学术届广泛交流我们的研究成果。/pp　　strong2、拓展关联/strong/pp　　记得师从刘绍璞老师读博前，曾有同门师姐报道过两篇近红外光谱的研究论文，经查阅文献那实际是在近红外波段内的分光光度法测定白酒的纯度以及物理参数，尚未涉及近红外建模解决问题的实质进展的方法。而我所关注的是用近红外光谱建模的方法建立多组分体系同时快速检测的方法，在我看来这是近红外光谱分析技术应用的特点，建模分析解决问题也是近红外光谱分析过程的特色和优势，也是我的兴趣所在。当然在短波长的近红外光谱中也是能找到分析特征峰的，这说明在短波近红外波段内是可以发展分光光度法分析，近年来报道近红外成像分析如雨后春笋、朝霞璀璨，也说明近红外光谱分析方法尚有广阔的拓展空间。/pp　　我们也注意到同样是散射分析方法，拉曼光谱(RS)与红外光谱(IR)有内在关联，RS与IR存在互补关系 而共振瑞利散射(RRS)与荧光(FL)确有内在关联，与荧光相互作用，存在能量转移和补偿。而在生物大分子参与作用的体系中，多有本源荧光，则多发生在近红外波段内，尤其是上转换荧光神奇地在红外、近红外、可见与紫外多个波段内的受激与发光的特异转换，这似乎在荧光或散射与近红外之间有一定的内涵关系，值得我们去探索，这样或许会更好地利用近红外光谱的分析作用和功能。/pp　　目前，在我们的工作中，荧光散射与近红外的做法上是迥然不同的，但在我看来，它们彼此是内涵相通的。受神奇峰叠嶂的近红外光谱分析技术的鼓舞，我一直在寻求两者之间融合。为此这使我愿意乐此不疲的探窥其中的奥秘和精华。于是我将每一届研究生都分为两组两个方向，而在多组分体系的同时测定的方法推进演变中，致力寻求高灵敏度与特效选择性的结合，或许在近红外波段内建塑荧光、散射方法的运用是一个不错的选择 同样在生物大分子参与作用的体系中，多有近红外波段内的本源荧光，或许我们在这特定的波段范围内找到特效的区分方式，来仿生解决同时测定中较难的手性识别问题。因而我在申报第三项自然科学基金资助上表述了“探索在近红外波段内利用荧光、散射方法仿生检测生命体中的手性环境”的设想。事实上这几年要感谢国家自然科学基金委连续资助我们在这方面的探索工作。/pp　strong　3、明确方向/strong/pp　　实际上我们于2004年在长江师范学院建立起近红外光谱分析实验室，在市地两级政府和中央与地方共建项目资助下已逐步培育建设市级重点实验室。一直致力于近红外光谱、荧光、散射和化学发光等分子光谱分析，以及化学计量学方面的研究工作。经过多年的努力攀登，并与太极集团和涪陵乌江榨菜集团合作，形成高校与企业结合的产学研一条龙研究体系，组建一支研究服务地方充满活力的可持续发展的研究团队，这得到重庆市科委、市教委的大力支持，在2010年获批重庆市高校创新团队。团队在近红外光谱检测技术发展及应用的长期探索中，结合三峡库区和乌江流域资源丰富的地方特点，形成以下三个具有地域特色的研究方向：/pp　　(1)以近红外光谱分析技术同时测定水环境中的多种监控指标/pp　　利用近红外光谱技术具备多组分多指标同时检测、测定速度快、测试重现性好等优点开发水环境中多种监控指标的同时测定的研究。我们试验以近红外光谱分析技术结合多种分析手段开发了垃圾处理声渗滤液中多种组分如金属离子和有机多苯酚、酸类的快速监测。尤以近红外光谱分析技术建立同时测定垃圾渗滤液中的COD和BOD指标，经《理化检验.化学分册》、《JWARP》报道后得到国内外广泛的转录引用。这项工作在2010年得到重庆市政府科技进步三等奖的表彰。/pp　　(2)以近红外光谱分析技术同时测定中成药中的多种活性成分/pp　　在重庆市科委攻关项目的资助下，利用近红外光谱分析技术对各种天然药用植物进行品质和产地鉴定，以及对中成药的活性成分发展了快速检测。根据近红外光谱分析技术的特点，建立天然药用植物和中成药的多种活性成分与近红外光谱数据之间的数学关联模型，从而建立起其中多种组分的定性鉴别和定量测定的新方法。至今为止，我们已经建立了近红外光谱快速分析检测藿香正气液、黄芪精口服液、通天口服液等九种中成药口服液以及药丸、片剂的活性成分，对本地区盛产的黄莲、虎杖等二十多种地方天然药用植物进行品质和产地鉴定，同时开发集成了天然药用植物的近红外光谱谱图数据库。为进一步实现中药现代化的质量监控研究奠定了基础，并对中药化学动力学和药理学的研究提供科学依据。/pp　　(3)以近红外光谱分析技术同时测定榨菜品质的多种成分/pp　　创新团队协同太极集团、涪陵榨菜集团，利用近红外光谱分析技术对地方农副产品如涪陵榨菜和山地烤烟品质进行分析测定，通过实验采集榨菜和烤烟品质指标的近红外光谱图数据，建立榨菜品质指标与近红外光谱数据之间的关联模型，建立对榨菜中多种指标的定性鉴别和定量测定的新方法，并开发近红外光谱分析测定榨菜品质的简便快速、在线及无损检测的实用技术。对享有中国榨菜之乡涪陵的榨菜做了深入的研究，利用近红外光谱技术评价涪陵榨菜品质、同时测定了涪陵榨菜中果胶和总糖的含量、快速鉴别涪陵榨菜品牌的研究。/pp　　strong4、工作成就/strong/pp　　自团队被批准为重庆市高校创新团队以来，以《近红外光谱分析检测技术及其应用研究》的平台建设工作取得较大成果。主持完成了重庆市科委攻关项目《快速无损在线检测中成药活性成分的研究》(CSTC, 2010AC5170)和重庆市教委攻关项目《近红外光谱快速在线检测榨菜品质的研究》(KJ101303)，以及在研其它省部级项目和地方合作项目十余项。近年来在国内外发表近红外领域专业论文三十余篇，曾在泰国(2009年14届国际近红外学会)和南非(2011年15届国际近红外光谱学会)两次国际学术会上交流论文。/pp　　令人欣慰的是，我们在融合荧光、散射与近红外光谱分析技术推进多组分体系同时测定的研究中取得长足的进展，受近红外光谱“神奇峰叠嶂”的启发，我们自主研发了“同原射线计量分析法”，并申报发明专利《谱峰完全重叠的双组分混合物同时测定的光谱分析方法》，解决了教科书中谱峰完全重叠的双组分混合物不能同时测定的岐见，也使我们在“不经分离而同时测定手性对映体”的研究有重大突破。之后我们又相继申报了《近红外光谱法同时测定废水中的COD和BOD指标》、《近红外光谱法测定农副食品中的无机盐》、《一种增氧缓释肥的制备和应用》、《一种利用污水处理产生的淤泥生产肥料的方法》等十一项发明专利，现已获授权八项 自2009年以来曾三次获重庆市、区两级政府科技进步奖项 培养近红外方向的硕士生6名，博士生2名，这些学生毕业后都继续从事近红外研究工作。与此同时，与国内外同行广泛交流，2009年在泰国参与14届国际近红外光谱学会，2013年赴法国、2015年赴韩国参与两次国际学术会，并交流论文 国内每两年一届的近红外光谱学会都有大会交流文章，所带研究生的报展均获优秀奖。与此同时，创新团队也在发展壮大，近年来晋升高级职称多人。使团队切实形成了充满活力而具备可持续发展的研究队伍。/pp　strong　5、研究展望/strong/pp　　目前，创新团队将继续发展对三峡库区生态的各种环境指标、区域天然植物的药用成分和地方农副产品质地检测的研究工作，并致力于更深入的与太极集团、涪陵乌江榨菜集团合作，力争尽快把近红外在线检测推广应用到制药和农副产品加工的生产线上。同时拓展近红外光谱的研究工作：①加强基础研究，攻克近红外光谱分析理论上的局限。如近红外光谱与分子结构的关联，近红外光谱与其它光谱的联系，近红外光谱技术与其它分析技术的联用。这些研究工作的突破都有可能推进近红外光谱分析技术更加完美和更为广泛的应用。②加强应用推广，促进近红外光谱分析的实际应用。结合我们已在环境监测分析、中成药活性成分分析和榨菜品质分析上做了大量的前期研究工作。我们期待把近红外光谱分析的实用技术真正推广到实际生产线上，要解决建立一些实际分析模式，利用近红外光谱分析的优势，切实解决实际应用上的难题。③加强自主创新，开发和改进近红外光谱分析的硬软件。要加快推广近红外光谱分析应用，要发展普适的近红外光谱仪器和便携式分析仪器，以及对某些专门特殊的仪器的改进 建立适宜筛选各种算法的建模软件，建立普适的分析模型 研究改进适应各种分析对象的光谱采集手段。④近红外用于生命和生物科学的选择性分析，这是我的第三个自然科学基金的出发点。为探索生命体系中自然的手性匹配、手性降解和手性转化的选择性行为，及其自发的手性拆分和自聚集的手性复制的自然规律，以启迪人们对生命体系天然手性识别的新思维，这将破解手性均一化机制对生命进化的重要作用。为此本项目利用近红外波段内的吸收、荧光和散射光谱分析及其成像技术对生命体中的手性环境进行测量及其相关检测研究，建立近红外光谱检测生物大分子手性及其手性识别的新方法。前期研究已表明，近红外光谱分析技术适宜生物活性分析，结合多种光谱分析拓展技术手段的优势，可作为探究生命体中手性环境的特效工具，检测生命体中的手性环境及其机制效能，或将有利于人类进一步窥见生命的奥秘，揭示手性起源，也有助于开启手性分析应用的广阔前景。/pp　　回顾与展望，结识近红外，人生平添翼。驾驭新技术，学研任翱翔。感谢近红外领域里的前辈和同仁，有你们结伴同行真好!/pp style="text-align: right "　　杨季冬 重庆三峡学院环境与化学工程学院/pp style="text-align: right "二〇一七年三月三日　于重庆三峡学院 芳香居　成稿/ppbr//p

红外光谱技术是一种通过检测分子内部振动/转动能级的跃迁频率来确定物质分子结构从而鉴别化合物的分析方法。其“快速”、“无损”的特点，对研究生物分子的化学键和官能团十分有利，因此受到生物、化学等领域的广泛关注。不过，微米级别的红外光波长和纳米级别的生物分子相互作用微弱，成为红外光谱技术长期难以突破的限制。更重要的是，生物分子原位检测的水环境，是红外光谱最大的“忌讳”。　　为此，来自国家纳米科学中心（以下简称纳米中心）纳米光子材料与器件实验室（以下简称光子室）研究团队自主开发出一种石墨烯增强液相红外传感器，“拉满”红外光谱的“技能”。这一传感器不仅实现了在生理环境下原位识别纳米级蛋白质的振动指纹，还创新性地采用电学调控的方法有效消除了液相环境水信号干扰。　　5月30日，这项研究成果在《先进材料》（Advanced Materials）上在线发表。石墨烯增强液相红外技术原理示意图及相关实验数据（研究团队供图）　　红外光谱难题待解　　在生物学研究中，蛋白质作为复杂的纳米级分子机器，其纳米蛋白冠界面、病毒蛋白结构域与受体的结合界面以及纳米药物靶向作用位点也都在纳米尺度。作为论文通讯作者之一、国家纳米科学中心研究员杨晓霞告诉《中国科学报》：“开发具有纳米级分辨率的原位和非侵入性检测技术以了解生理环境中的生物界面和过程非常重要。”　　许多研究者心目中，目前已经广泛应用于物质鉴定的红外光谱技术备受期待。一束红外光通过某种物质，当物质分子中基团的振动/转动频率和红外光谱中的特定频率一样时，分子会吸收红外光的能量完成“跃迁”，该处波长的光就被物质吸收，形成具有不同特征的“振动指纹”。这便是红外光谱技术用来鉴别化合物的基本原理。　　然而，红外波长普遍在微米尺度，与纳米尺度的生物分子存在超过3个数量级的尺寸失配，导致光与物质相互作用十分微弱。与此同时，水作为一种极性分子，强烈的红外吸收总是掩盖生物分子关键频段的振动指纹。　　因此，如何克服信号微弱和水的干扰这两个“短板”成为红外光谱探测研究领域面临的大挑战。　　石墨烯+等离激元　　多年来，学者们想尽各种办法，希望用“增强”红外光谱的策略实现原位检测生物分子的目标。　　作为导电材料上一种独特的物理现象，“等离激元”的应用被视为增强红外光谱的新方法之一。在等离激元现象中，入射光驱动材料中的自由电荷产生光频的集体振荡，形成的电磁模式可以“聚焦”和“放大”入射光的信号。　　与此同时，2010年前后，石墨烯作为一种新型低维纳米材料，逐渐走进科研人员视野。石墨烯具有单原子层的厚度、高载流子迁移率、狄拉克电子特性以及电学可调的优势，是实现增强红外光谱的理想介质。　　石墨烯+等离激元，会迸发出什么火花？过去已有研究证明，石墨烯等离激元在红外波段表现优异，其可以将90%的电磁场能量“圈定”在表面10纳米范围内，形成“热点”，处在热点区域的待测分子红外信号被有效放大。　　但是，实际操作中，研究人员却遭遇新的困难。“石墨烯的特殊结构带来性能突破的同时，也使其等离激元效应容易遭受周围介电环境的强烈干扰。”最新发表论文一作、国家纳米科学中心博士生吴晨晨告诉《中国科学报》。　　为解决石墨烯等离激元易受干扰的问题，2015年以来，纳米中心光子室研究团队通过对石墨烯纳米结构设计和等离激元调控规律研究，突破了基底介电环境干扰，已经实现了微量固相有机分子薄膜和有害气体分子的高灵敏检测，相关研究成果陆续在《自然-通讯》《先进材料》等期刊上发表。　　想法变成现实　　科研团队在攻克固相和气相分子检测之后，又对石墨烯等离激元进行了“新技能”开发，即液相分子检测。　　吴晨晨介绍，消除水的干扰是生理环境中分子检测遇到的最大挑战。一方面，通过双电层对石墨烯进行电学调控可将等离激元热点外的背景信号原位扣除；另一方面，石墨烯的疏水表面可以有效吸附溶液中的蛋白质分子到其热点区域，并把水分子排除在热点区域以外，这两者协同作用，可有效放大蛋白质分子的红外信号。　　这个想法看起来容易，想要真正做出一个实物却没那么简单。研究团队首先通过设计超薄透射红外液体流通池，保证了红外光在液体环境下的稳定光程和高透过率。然后，构筑了在生理环境中进行有效电学调控的石墨烯纳米结构。经过3年不懈努力，一种可调谐的石墨烯等离激元增强液相红外传感器终于出炉。　　从一进入团队开始，吴晨晨几乎每天从早到晚都泡在这个实验上，辗转于微纳加工实验室和红外光谱实验室。“从红外液体流通池到传感器的电路设计，理论上看起来是能走通的，但是在微纳加工实验室制备完传感器，去测试红外光谱之后又发现没有预期的结果。”她说，“就这样反复失败，反复查阅文献、找老师们讨论、总结原因，重新设计、重新制备传感器。”当然，她也获得一个意外的收获，微纳加工技术得到大大精进。　　实验证明，这一液相红外传感器在生理环境下，有效激发了可调谐的石墨烯等离激元响应，不仅成功抑制了水环境的信号干扰，还将光谱检测的灵敏度提高到了2纳米水平。在此基础上，进一步实验原位识别了纳米级蛋白质“酰胺I带”和“酰胺II带”的振动指纹，并成功监测了纳米蛋白质的氢氘质子交换过程。　　“几乎从零起步，看着这个一步步研究出来的实实在在的技术，有很强烈的成就感。”吴晨晨坦承。　　更令人期待的是，这种自主设计的可调谐石墨烯等离激元增强液相红外传感器作为可拆卸附件，可以兼容商用显微红外光谱仪的测量模式。　　国家纳米科学中心博士生吴晨晨为本文的第一作者，戴庆研究员和杨晓霞研究员为共同通讯作者。