表面增強拉曼光譜（SERS）具有顯著的信号增強特性，能(néng)夠在單分(fēn)子(zǐ)尺度提供待測物豐富的化(huà)學指紋信息，大大提高了(le)拉曼光譜的分(fēn)析靈敏度。近年來，SERS分(fēn)析技術被廣泛應用于化(huà)學、物理(lǐ)、生(shēng)物醫學、環境等多個領域的物種識别與結構研究。

圖1 表面增強拉曼光譜及其機制示意圖（Nat Rev Methods Primers1, 87 (2021)）

論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s43586-021-00083-6

注：文中圖片來源于論文“Surface- enhanced Raman spectroscopy”

結構成分(fēn)與物性測量平台顯微拉曼光譜儀可實現粉末、固體、液體、薄膜等多種類型樣品的拉曼光譜（Raman）和光緻發光光譜（PL）測量以及2D與3D成像。儀器(qì)配備變溫測試附件，電化(huà)學測試附件，SEM-Raman聯用定位附件等，爲樣品化(huà)學成分(fēn)和結構鑒定、相态、結晶度及缺陷研究、反應過程中物種監控提供了(le)分(fēn)析手段。

圖2 結構成分(fēn)與物性測量平台顯微拉曼光譜儀

儀器(qì)自2020年1月(yuè)(yuè)安裝以來，運行近6000小時，支持發表SCI論文50餘篇，爲環境分(fēn)析、醫學檢測、電化(huà)學分(fēn)析、半導體材料研究、晶體缺陷分(fēn)析、光催化(huà)等多個研究領域提供了(le)有力支撐。其中在表面增強拉曼光譜分(fēn)析領域支持産生(shēng)了(le)一(yī)系列特色成果（Environmental Science & Technology, 2022, 56, 10818; Small Methods, 2022, 6, 2200154; ACS Applied Materials & Interfaces, 2021, 13, 29222）。

1.基于SERS的新(xīn)興污染物檢測研究：

化(huà)學與化(huà)工學院占金(jīn)華教授團隊提出了(le)一(yī)種面向新(xīn)興污染物納塑料富集分(fēn)析的膜過濾與SERS一(yī)體化(huà)方法。該方法通過一(yī)維銀納米線材料自組裝形成濾膜結構，利用濾膜的物理(lǐ)截流作(zuò)用可以實現納塑料的分(fēn)離富集；同時銀納米線的納米結構使其具有優異的SERS活性，利用基底的信号增強能(néng)力能(néng)夠實現納塑料的高靈敏度原位分(fēn)析。

圖3 納塑料SERS檢測與成像分(fēn)析

論文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.2c02584?ref=pdf

注：文中圖片來源于山東大學化(huà)學與化(huà)工學院占金(jīn)華教授團隊發表的論文“Identification of Trace Polystyrene Nanoplastics Down to 50 nm by the Hyphenated Method of Filtration and Surface-Enhanced Raman Spectroscopy Based on Silver Nanowire Membranes.”

研究表明，該方法可檢測尺寸低(dī)至50 nm的聚苯乙烯納塑料，對其截留率爲86.7%，檢測濃度低(dī)至10^–7g/L。結合拉曼成像，可獲得聚苯乙烯納塑料顆粒在濾膜表面的分(fēn)布信息。該方法也(yě)成功實現真實環境水樣中由發泡聚苯乙烯材料碎裂産成的納塑料顆粒的分(fēn)析檢測。相關研究發表在Environmental Science & Technology（2022）。

2.基于SERS的疾病标志物檢測研究：

機械工程學院張成鵬副教授團隊開發了(le)一(yī)種針對血清樣品中胰腺癌标志物外泌體的富集-檢測方法。該團隊将多層SERS基底材料與表面修飾的外泌體富集材料相結合，通過複合材料對待測物拉曼信号的多重放(fàng)大，實現對外泌體的高靈敏檢測。

圖4 胰腺癌生(shēng)物标志物的SERS檢測

論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smtd.202200154

注：文中圖片來源于山東大學機械工程學院張成鵬副研究員團隊發表的論文“Highly Sensitive Exosome Detection for Early Diagnosis of Pancreatic Cancer Using Immunoassay Based on Hierarchical Surface-Enhanced Raman Scattering Substrate.”

研究表明，與傳統的基于銀納米粒子(zǐ)表面修飾的外泌體SERS檢測材料相比，該團隊研發的複合材料表現出更高的檢測靈敏度，外泌體檢測限低(dī)至15個顆粒/微升。此外，通過表面抗體修飾，該材料可以同時檢測兩種外泌體标志物，進而提高了(le)對胰腺癌的檢測準确性。相關研究發表在Small Methods（2022）。

結構成分(fēn)與物性測量平台顯微拉曼光譜儀簡介

儀器(qì)型号：LabRAM HR Evolution

生(shēng)産廠家：HORIBA

放(fàng)置地點：生(shēng)命科學北樓235

儀器(qì)管理(lǐ)人(rén)：蘇捷、馬繼臻

主要技術參數：

1.光譜範圍：200 nm-1100 nm；

2.激光器(qì)：325/532/633/785 nm；

3.變溫測試附件：室溫至1000℃；

4.原位電化(huà)學附件：适用于兩電極或三電極測試，含原位伏安測試功能(néng)及交流阻抗模塊；

5. Raman-SEM聯用定位附件：适用于微米級（含）以上(shàng)樣品的Raman-SEM共定位表征。

蘇捷簡介

博士，實驗師，化(huà)學與化(huà)工學院，結構成分(fēn)與物性測量平台。

從事(shì)光學/電子(zǐ)顯微類大型儀器(qì)的管理(lǐ)和研究。管理(lǐ)儀器(qì)有：顯微拉曼光譜儀、激光共聚焦顯微鏡、掃描電子(zǐ)顯微鏡等。近年來，爲多篇高水平期刊論文（Angew. Chem.，Environ. Sci. Technol.，Adv. Funct. Mater.等）提供了(le)數據測試與分(fēn)析，并以第一(yī)作(zuò)者或參與發表一(yī)區論文4篇。

馬繼臻簡介

實驗師，化(huà)學與化(huà)工學院，結構成分(fēn)與物性測量平台。

主要緻力于電催化(huà)過程中的原位實時檢測和分(fēn)析。管理(lǐ)的儀器(qì)包括原位X射線衍射儀、原位共焦拉曼光譜儀、原位電化(huà)學-紅外、電池軟包系統、熱重分(fēn)析儀等。近幾年，爲多個課題組的多項研究成果在領域内的權威期刊論文（Adv. Func. Mater. , J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed., Adv. Energy Mater.等）提供了(le)重要數據支撐，以第一(yī)作(zuò)者發表包括Angew. Chem. Int. Ed.在内的一(yī)區論文多篇，并以第一(yī)發明人(rén)身(shēn)份獲得關于儀器(qì)附件的發明專利一(yī)項。