拉曼光譜分會（下）：表面增強和原位拉曼多領域應用

分析測試百科網訊 2020年11月1日，“第21屆全國分子光譜學學術會議”暨“2020年光譜年會”第二天的分會場報道，在拉曼光譜新技術及應用上午場后，下午精彩報告繼續。學者們討論了表面增強、原位拉曼等拉曼技術在食品、催化、仿生等多領域的進展，并探索了機理和過程。

　　吉林大學 宋薇教授

　　宋薇報告題目:表面增強拉曼光譜在納米材料催化體系中的應用。陳薇教授為我們介紹了氟離子抑制金屬氧化物酶的催化活性機理及檢測，其中氟具有氧化性，強電負性高，和抑制生命體中酶的活性。而對于高毒性有機汞,宋薇博士介紹了納米酶增強體系對有機汞的全去除與超靈敏SERS監測聯合平臺中在吸附、強酸、強氧化劑和紫外線照射過程中，非常耗能，耗時，存在著二次污染等問題。針對問題，現階段集中對SERS納米材料催化體系機制研究，為催化體系設計相應的催化材料；SERS-催化體系在環境醫學中的應用，探索材料獨特的催化與SERS響應性。

　　蘇州大學 姚建林教授

　　姚建林報告題目：納米陣列材料的光學增強、催化及傳感性能。姚建林介紹對于SERS“熱點”調控及制備重點需要關注如何由一個熱點集合成多個熱點的問題。在應用方面，姚建林團隊研究了表面SPR催化脫羧反應及機理。由于SERS的高靈敏性，同時可用于識別、檢測和監測。

　　西南交通大學 范美坤教授

　　范美坤報告題目：On-site SERS analysis:from fast qualitative screening to convenient quantitative detection.對于用于快餐安全和國土安全現場采樣傳感，團隊研制了多種柔性材料雙功能SERS基底。并提出了一種利用MNPs懸浮液形成FSM以提高SERS分析重復性的方法。而定量SERS分析與廉價和廣泛可用的基底是即將出現的。

　　布魯克公司 陳貴平經理

　　陳貴平報告題目：布魯克全自動顯微共聚焦拉曼光譜儀SENTERRAII介紹。陳貴平經理為我們介紹了布魯克公司拉曼產品線，主要為獨立式傅立葉拉曼光譜儀、傅立葉拉曼顯微鏡，手持式拉曼光譜儀、共聚焦顯微鏡成像拉曼光譜儀（SENTERRAII）和分析大型硅片拉曼光譜儀。布魯克的實時自動校準—SureCALTM技術非常適合于高效地拉曼分析，無需手動使用外部標準物來校準儀器，尤其是切換不同的激光器、濾波器、光柵等元器件，更準確的檢測微小拉曼位移，也可更準確的譜庫搜索鑒定未知物和無誤差地進行譜圖的差減。對于布魯克公司對自動化程度的提升，為用戶帶來最大化便捷，波長全自動校準，用戶無需做任何插件，可明場暗場自動切換，和快速自動切換多個激光器和光柵，無需手動更換和校準。

　　合肥工業大學 劉洪林教授

　　劉洪林報告題目：脂肪酸分子鏈長、雙鍵與構型的快速分析。脂類通常在肉制品質量和風味中起著重要的作用，脂肪酸含量在肉品加工、貯存等變化過程中是最重要的監控參數。傳統脂肪酸采用質譜法（MS）分析。根據脂肪酸在水/油界面的吸附特性，了解到不飽和脂肪酸的特殊結構，可以作為表面活性劑分子吸附在液體界面上，改變頁面性質，油/水界面的表面活性劑分子鏈有很好的有序性。通過對長鏈脂肪酸分子的界面檢測，能夠得到不同碳鏈長度，不同雙鍵位置，不同飽和度和不同碳鏈構型的長鏈脂肪酸信息，同時得到油/水界面的長碳鏈脂肪酸分子的有序性，提高了檢測的靈敏度。

　　廈門大學 王翔教授

　　王翔報告題目：納米分辨針尖增強拉曼光譜技術及其在表面研究中的應用。王翔介紹了TERS埃級化學成像。對于超高真空和超低溫漂移下，首次用TERS實現了單分子的化學成像。TERS 儀器難點主要集中在尋找熱點，TERS信號和SPM信號的同步收集以及避免光學系統對SPM系統的影響，保證系統穩定性，可減少漂移，同時也要避免AFM反饋激光與拉曼信號的相互干擾，可以選擇使用波長較長的AFM反饋激光，來避開拉曼信號區。通過研究發現，針尖是TERS技術的關鍵，TERS實驗后，將針尖置于干凈基底測試是否被污染，是TERS實驗成功與否的必須步驟，同時TERS技術已經展示了在納米尺度和分子水平研究固氣/固液界面的巨大優勢，仍需努力走向原位和工況表征。

　　中山大學 陳建研究員

　　陳建報告題目：電催化還原反應中的表面吸附調控及其原位拉曼研究。陳建向我們介紹了表面檢測技術的關鍵因素，即靈敏度和分辨率，通過舉例水分子化學配位過程原位拉曼檢測，得知在波數3500處出現三部分水峰，而波數3250和3450處為水分子配位峰，波數3615處為水分子非配位峰，水分子化學配位促進了析氫反應的進行，高能晶型面有助于水分子與電極進行化學配位。研究發現，原位拉曼光譜可對HER反應過程實時監控；高能晶面加速機制：水分子吸附及配位。

　　浙江大學 楊士寬研究員

　　楊士寬報告題目：仿生微納金屬超表面及SERS應用。楊士寬研究員主要報告了金屬微納表面，制備技術和SERS及微納機器人應用的內容。其中金屬微納超材料是由亞波長尺度結構單元按需組裝成的人工合成材料，在光、熱、聲等方面具有比自然材料更加優異的或自然材料不具備的性能。金屬微納超表面，有著超薄的超材料，通常具有更加優異或奇異的性能。對于微納機器人的應用，楊士寬介紹了在運動微魚雷群肢解細菌生物膜的優勢：微魚機器人和雙氧水具有最優的細菌微生物膜破壞和抑制再生能力，且微魚雷機器人能夠扎入細菌生物膜。

　　合肥工業大學 蘇夢可博士

　　蘇夢可報告題目：算法輔助的液相界面SERS技術對食用油品質監控的研究。由于拉曼光譜是一種無損檢測，可以得到豐富的分子結構信息。對于地溝油成分的復雜性，需要建立一種食用油品質監控的液相界面SERS測量方法，可以解決實際問題。以食用油中的多環芳烴（PAHs）-苯并芘(BaP)為例,通過在有機相中加入納米顆粒（水相），加入待測物后得到的SERS信號與傳統SERS檢測相比，強度提高10倍。成功構建和優化了油/水界面組裝體，實現了超靈敏的液相界面SERS技術。建立了成熟方法后，蘇夢可以小吃街收集到的5個油樣測試，結果全部采集到多環芳烴（PAHs）-苯并芘(BaP)的信號。實現了對食用油中多環芳烴的非萃取檢測。由此也能夠更早的預測食用油品質的變化。