第 49 卷 第 2/3 期
2020 年 3月
Vol.49 No.2/3 Mar.2020
Technology & Development of Chemical Industry
铜绿山周 赛，陈 瑞，段 美，李天资，张 倩，黄 剑
（西安石油大学化学化工学院，陕西 西安 710065）
摘 要：表面增强拉曼散射（Surface Enhanced Raman Scattering, SERS）是一种重要的光谱分析技术，能够提供分子的“指纹”信息，反映探针分子的内部结构，具备无损、快速、灵敏、便捷的分析能力，已在各个领域受到广泛的关注和应用。本文系统地综述了SERS技术在生物医学的应用研究进展， 台海中线总结了SERS技术在实际应用中面临的机遇和挑战，为实现该技术在复杂环境中准确、灵敏、高效的快速分析提供依据。
关键词：表面增强拉曼散射；应用研究；生物医学
中图分类号：O 657.37 文献标识码：A 文章编号：1671-9905(2020)02/03-0057-05
藏羌锅庄基金项目：国家自然科学基金（11847140）；陕西省自然科学基础研究计划（2019JQ-490）；陕西省教育厅专项科研计划（18JK0609）；
陕西省大学生创新创业训练计划项目（201819060）委员制
通信联系人：黄剑（1985-），男，博士，讲师，主要从事聚合物/贵金属复合材料及SERS 增强基底的研究。E-mail: zhangqian7856@163 收稿日期：2019-11-19
拉曼光谱技术是一种独特的散射光谱，因其可提供待测组分的结构指纹信息（如分子振动、转动信息）而备受关注。表面增强拉曼光谱（Surface Enhanced Raman Spectroscopy，SERS）是在特定频率入射激光的照射下，吸附于基底表面的分析物和金属等离子体产生表面等离子体共振效应，从而引发拉曼散射信号明显增强的效应[1]。SERS 技术的信号强度比普通拉曼光谱高几个数量级，近年来
引起广泛的关注。
随着激光、纳米和计算机技术的不断发展，SERS 以其灵敏度高、快速便携、荧光背景低、可实现痕量无损检测的优越性，受到普遍关注和重视。SERS 技术已经在食品安全、环境检测、生物医学及催化等领域展现出巨大的潜力[2-5]。本文综述了SERS 技术的研究进展及在生物医学方面的应用，展望了SERS 技术面临的挑战和未来的发展方向。
1 表面增强拉曼散射技术及其增强机理
表面增强拉曼光谱是一种将拉曼激光技术与表面化学结合的新兴的分析技术，通过将探针分子吸附于粗糙金属电极、金属溶胶、特制基底（单一或复合金属、半导体氧化物等）表面，使探针分子的拉曼信号极大增强。该技术能够实现高灵敏度、高特
异性、无损痕量的分析检测，同时提供丰富的分子振动、转动及其结构信息。
目前，普遍为大家接受的增强机理主要有电磁增强机理和化学增强机理[6-7]。电磁增强主要是局域表面等离子体共振（Localized Surface Plasmon
Resonance，LSPR）效应。入射激光照射至粗糙的贵金属纳米颗粒（Au、Ag、Pd、Pt 等）表面，引起贵金属纳米颗粒的表面价电子集体震荡，当光波频率和电子振荡频率相同时便引发共振，贵金属
纳米颗粒表面的局部电磁场增强，使得附着在金属表面的物质的拉曼散射信号获得极大的增强。因此，纳米颗粒的粗糙表面和间隙的等离子体耦合，形成极大电磁场增强的“热点”，这些大量“热点”的聚集是导致拉曼信号增强的主要原因。化学增强则是金属纳米基底表面和探针分子之间的化学键或电荷转移。
近年来，对病毒真菌、生物分子进行研究分析，可以深入了解人体细胞的代谢活动过程，从而预警和诊断各种癌症和慢性疾病及后续跟踪监控。因此，需要一种能够在复杂生物环境中进行无损、快速、灵敏分析的检测手段。SERS 技术因其对分子及其结构的特异性检测能力，以及灵敏度高、荧光背景弱、不受水分影响的优势[8]，被越来越多地应用
李振翩>甲壳素
于生物医学方面的研究。
综述与进展
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