引言

随着社会与经济的发展，环境污染越来越成为困绕着人类健康和制约社会继续发展的严峻问题，多环芳烃类污染物，在环境中具有长期稳定性、可迁徙性以及生物富集性，能干扰生物内分泌系统，损坏生物的神经系统，潜在的致癌作用[1-3]。表面增强拉曼光谱(Surface enhanced Raman spectroscopy, SERS)作为一种强有力的原位分析技术，不仅可以像拉曼光谱一样能够提供分子结构的特征光谱，而且还可以极大地增强被测分子的拉曼信号，通常可以增强6个数量级以上，有时甚至可以达到14个数量级，从而达到单分子检测。文献研究表明表面增强拉曼光谱完全可以实现对特定环境污染物的高灵敏度定性和定量检测。过去受限于拉曼光谱仪的发展，表面增强拉曼光谱基本上只能作为一种实验室技术。随着激光器技术、光纤技术以及CCD检测技术的发展，拉曼光谱仪可以集成为一个小型、快速、简便的检测设备，进而使拉曼光谱仪应用于多环芳烃快速分析领域成为可能[4-11]。

本论文采用拉曼光谱法检测不同基底制备工艺对芴的增应，为表面增强拉曼光谱技术应用于环境污染物提供一定的理论与试验基础。

SERS增应机理

为弄清SERS的增强机理，人们进行了大量的研究工作，在SERS机制的研究中提出了很多的机理，其中电磁场增强(Electromagnetic enhancement)和化学增强(Chemical enhancement)是目前普遍认同的SERS增强机理[4]。EM模型主要影响因子包括：表面等离子体共振(Surface Plasma Resonance，SPR)，避雷针效应(Lightning Rod Efiect)和镜像场效应(Image Field Efiec)。表面等离子体共振(SPR)机理被认为是电磁场增强的主要来源，对该机理的理论和实际研究比较多。该机理认为，当粗糙的贵金属基底表面受到激光照射时，贵金属表面的等离子体被激发到较高的能级并与光波的电场耦合，产生SPR，使金属表面的局域光电场极大的增强。由于拉曼散射信号的强度和分子所处光电场强度的平方成正比，因此拉曼散射效应也极大增强。

SERS拉曼光谱在环境领域研究现状

列入美国EPA优先控制污染物名单中的16中多环芳烃（PAHs）：萘（Nap）、苊系（AcPy）、苊（Acp）、芴（Flu）、菲（PA）、蒽（Ant）、荧蒽（Fl）、芘（Pyr）、苯并[a]蒽（BaA）、稠二萘（CHR）、苯并[b]荧蒽（BbF）、苯并[k]荧蒽（BbF）、苯并[a]芘（BaP）、二苯并[a， h]蒽（DahA）、二苯并[a, h]芘（BghiP）以及茚苯（1, 2, 3-cd）芘（IcdP）具有很强的生物累积性、持久性，已证实对人类有致癌性。美国、欧盟、日本、ZG等国家和地区已将PAHs纳入常规水体系环境监测。

PAHs的常规定性分析方法有GX液相色谱法、气相色谱-质谱法和荧光光谱法，上述检测方法都比较成熟，能达到ug/L-ng/L。由于自然环境中PAHs的含量低，达不到仪器的检出限，因而需要提取、净化、富集等前处理过程。致使常规定性分析方法检测周期长、成本高，还可能产生二次污染，现场适用性差。拉曼分析通常是非破坏性的，不要求试样做预处理，与试样也无物理接触，检测对象不受限制，灵敏度高，达到ng/L。本节总结了近年来贵金属纳米粒子作为SERS基底对于PAHs检测领域的新进展[18]。

PAHs往往需要借助其他修饰手段对SERS基底进行修饰，修饰基底方法大致分为5类：烷烃修饰的SERS基底；腐殖酸修饰的SERS基底；杯芳烃修饰的SERS基底；紫晶二阳子修饰的SERS基底以及硫基取代环糊精修饰的SERS基底。无论是那种SERS基底的修饰方法大体都采用一个思路，即利用PAHs分子与SERS基底表面修饰分子间的相互作用使其靠近修饰的SERS基底表面，进而到达基地表面的增强区域，从而完成对其SERS检测。

Aroca课题组采用腐植酸作为还原剂，原位制备了腐植酸稳定的Au纳米粒子，他们发现这些Au纳米颗粒的SERS背景光谱具有很大的空白区段，可以实现10-5mol浓度的苯硫酚、l-萘胺和吡啶的原位检测。由于土壤和水域中的大部分有机芳香族化合物都集中在腐植酸部分，这种方法表明SERS技术可以直接用于这些环境中污染物的原位检测。

谢云飞等将硫基取代的环糊精修饰在银纳米粒子上作为基底，通过SERS对蒽、芘进行检测，发现分子芘能够充当“分子桥”作用，连接两个银纳米粒子，芘能取得更好的SERS信号。另外，将硫基取代的环糊精修饰在金纳米粒子上作为基底，通过SERS对（蒽、芘、苯并菲等）进行定量和定性检测，应用此种方法能检测到分子*低浓度的顺序由大到小：芘、䓛、蒽、苯并菲、晕苯。

H.D. Kronfeldt等通过热还原将25,27-二硫基乙酸-26,28二羟基-4-叔丁基杯芳烃（DMCX）组装到银溶胶上作为基底，利用DMCX修饰的银纳米粒子表面有聚集和浓缩PAHs的作用，对人工海水中芘和萘进行SERS检测，检出限分别为3*10-10和3*10-9mol/L。
Harris研究组利用C18的取代物修饰了金属基底，并研究了C18在金属基地上的吸附取向，然后对几种多环芳烃进行了SERS检测，其中分子芘的检测限可达10-8 mol/L，萘和菲的检测限大10-7 mol/L。由于葵硫醇自组装膜对PAHs具有富集作用，Haynes研究组利用葵硫醇在银膜表面自组装SERS传感器，并利用该传感线对蒽和芘分子进行检测，检测限分别达到3*10-10和7*10-10mol/L[18]。

实验设备

实验设备：北京卓立汉光仪器有限公司自主研发设计的“Finder Vista”显微共聚焦拉曼光谱仪系统，配备高性能CCD背散射探测器；激光器波长为785nm，强度15mw；600g/mm光栅狭缝宽度为100um，积分时间为2。
样品：环境污染物-芴，浓度50mMol/L。

实验分析

每一种振动产生的拉曼峰不仅受原子间距离、空间配置、费米共振、诱导效应、内消效应、邻近基团场效应，还受物质的物理状态、介质性质和氢键的影响。SERS检测环境污染物-芴的拉曼光谱图如图1所示，采用不同工艺、稳定剂有不同的增应[11-20]。


图1  不同基底修饰方法的芴的拉曼光谱

芴的拉曼光谱全振动形式主要归属为苯环变形（ring def）、碳碳伸缩（CCStr）、碳氢摇摆（CHw）、碳氢伸缩（CHStr）以及各种形式的耦合。在1000-1700cm-1（基团频率区）的振动归属为碳碳伸缩（CCStr）、碳氢摇摆（CHw）及其耦合振动（CCStr-CHw）。碳碳伸缩主要集中在1600-1650cm-1区域且强度较强。200-1000cm-1频区特征峰强度相对较弱，主要由环变形振动产生；3000-3200cm-1频区的拉曼光谱较强，由碳氢伸缩振动产生。分布在这些品取得芴受化学环境影响较小，一般可根据改频区确定特征基团，并根据基团频率定性确定PAHs[11-20]。

从图中可以发现，742、1235、1610cm-1等芴的拉曼特征峰均能准确检测到，不同的修饰剂有不同的修饰效果。没有添加修饰剂的银基底在1000-1700cm-1的基团频区有显著增果，在1600-1650cm-1区域的碳碳伸缩增果更为显著。添加IP6修饰剂后，在1000-1700cm-1的基团频区有显著增果，200-1000cm-1频区的环变形振动也产生增果，598cm-1增果明显。添加RL修饰剂后，芴的拉曼荧光背景谱得到YZ，光谱基底平缓，峰值清晰尖锐，但是，对于1000-1700cm-1的基团频区的增果较差。可以推断，采用IP6修饰剂的SERS增应更好。

结论

1.SERS拉曼可以用于环境污染物痕量分析，并实现微摩尔级别乃至纳摩尔级别检测。通过在样品前处理、色谱与表面增强拉曼光谱多种技术联用上有所进展，实现将拉曼分析技术应用于实际环境样品检测的目的．在一定程度上为解决快速灵敏分析持久性污染物的难题提供帮助。

2.表面增强拉曼光谱可以提供分子水平上的结构信息，并且具有超灵敏、简便和实时检测的特点，因此，有望在PAHs这类环境污染物的分析检测领域得到广泛应用。今后SERS在环境污染物的研究可望集中从两方面发展，一方面，进一步提高SERS基底的重现性，并结合化学计量学的方法，使SERS光谱的定性、定量分析更加完善；另一方面，可以与其他分析技术，特别是分离技术联用，如与分子印迹技术结合，对PAHs技术进行特异性识别、分离，然后进行SERS检测。

参考文献

[1] 来永超. 面向环境有机污染物快速分析的表面增强拉曼光谱方法[D]. 2013, 山东大学.
[2] 龚继来, 吕璞, 曾光明. 表面增强拉曼光谱在环境分析中的研究进展[J]. 化学传感器, 2009, 29(3): 8-12.
[3] 付翠翠, 梁丽佳, 齐国华等. SERS生物传感技术及其应用进展[J]. 高等化学学报, 2015, 36: 2134-2147.
[3] 付翠翠, 梁丽佳, 齐国华等. SERS生物传感技术及其应用进展[J]. 高等化学学报, 2015, 36: 2134-2147.
[4] 姜小红. 表面修饰的银纳米材料表面增强拉曼光谱基底用于环境有机污染物检测的研究[D]. 2014, 山东大学.
[5] 刘文婧, 杜晶晶, 景传勇. 表面增强拉曼光谱用于环境污染物检测的研究进展[J]. 环境化学, 2014, 33(2): 217-228.
[7] 刘琨, 吴世法, 陈茂笃等. 以新型银胶为衬底小鼠血清的表面增强拉曼光谱分析[J]. 光谱学与光谱分析, 2008, 28(2): 339-342.
[8] 冯艾, 段晋明, 杜晶晶等. 环境水样中五种多环芳烃的表面增强拉曼光谱定量分析[J]. 环境化学, 2017, 33(1): 46-52.
[9] 刘鹏. 若干环境污染物富集、检测和转化的理论研究[D]. 2011, 山东大学.
[10] 李萍. 新型SERS基底在食品安全检测中的应用研究[D]. 2016, 湖南大学.
[11] 王玮. 银基复合纳米膜的合成及其在表面增强拉曼散射基底方面应用[D]. 2013, 山东大学.
[12] Xiaohong Jiang, Yongchao Lai, Min Yang etc. Silver nanoparticle aggregates on copper foil for reliable quantitative SERS analysis of polycyclic aromatic hydrocarbons with a portable Raman spectrometer[J]. Analyst, 2012, 137: 3995-4000.
[13] Jingjing Du, Chuanyong Jing. Preparation of thiol Modified Fe3O4@Ag Magnetic SERS Probe for PAHs Detection and Identification[J]. The Journal of Physical Chemistry C, 2011: 17829-17835.
[14] Min Zhang, Xiaodi Zhang, Yu-e Shi etc. Surface enchanced Raman spectroscopy hyphenated with surface microextraction for in-situ detection of polycyclic aromatic hydrocarbons on food contact materials[J]. Talanta, 2016, 158: 322-329.
[15] 曾娅玲, 姜龙, 蔡啸宇等. 拉曼光谱的16种多环芳烃（PAHs）特征光谱辨识[J]. 光谱学与光谱分析, 2014, 34(11): 2009-3004.
[16] 赵晓辉, 曾娅玲, 邱尤丽. 基于群论的PAHs分子偏振拉曼去噪[J]. 光谱学与光谱分析, 2007, 37(7): 2067-2072.
[17] 李锡东, 丁华, 殷丽娜等. 多环芳烃检测方法研究进展[J]. 橡胶工业, 2017, 64, 123-127.
[18] 谢云飞, 王旭, 阮伟东. 表面增强拉曼光谱技术在多环芳烃检测中的应用[J]. 光谱学与光谱分析, 2011, 31(9): 2319-2323.
[19] 杨盼, 丁卯军, 陈凡圣等. 表面增强拉曼光谱技术在环境污染物检测中的应用[J]. 激光与光电子学进展, 2014, 51: 1-7.
[20] 冯艾, 段晋明, 杜晶晶. 环境水样中五种多环芳烃的表面增强拉曼光谱定量分析[J]. 环境化学, 2014, 33(1): 46-52.

（来源：北京卓立汉光仪器有限公司）

引言

随着社会与经济的发展，环境污染越来越成为困绕着人类健康和制约社会继续发展的严峻问题，多环芳烃类污染物，在环境中具有长期稳定性、可迁徙性以及生物富集性，能干扰生物内分泌系统，损坏生物的神经系统，潜在的致癌作用[1-3]。表面增强拉曼光谱(Surface enhanced Raman spectroscopy, SERS)作为一种强有力的原位分析技术，不仅可以像拉曼光谱一样能够提供分子结构的特征光谱，而且还可以极大地增强被测分子的拉曼信号，通常可以增强6个数量级以上，有时甚至可以达到14个数量级，从而达到单分子检测。文献研究表明表面增强拉曼光谱完全可以实现对特定环境污染物的高灵敏度定性和定量检测。过去受限于拉曼光谱仪的发展，表面增强拉曼光谱基本上只能作为一种实验室技术。随着激光器技术、光纤技术以及CCD检测技术的发展，拉曼光谱仪可以集成为一个小型、快速、简便的检测设备，进而使拉曼光谱仪应用于多环芳烃快速分析领域成为可能[4-11]。

本论文采用拉曼光谱法检测不同基底制备工艺对芴的增应，为表面增强拉曼光谱技术应用于环境污染物提供一定的理论与试验基础。

SERS增应机理

为弄清SERS的增强机理，人们进行了大量的研究工作，在SERS机制的研究中提出了很多的机理，其中电磁场增强(Electromagnetic enhancement)和化学增强(Chemical enhancement)是目前普遍认同的SERS增强机理[4]。EM模型主要影响因子包括：表面等离子体共振(Surface Plasma Resonance，SPR)，避雷针效应(Lightning Rod Efiect)和镜像场效应(Image Field Efiec)。表面等离子体共振(SPR)机理被认为是电磁场增强的主要来源，对该机理的理论和实际研究比较多。该机理认为，当粗糙的贵金属基底表面受到激光照射时，贵金属表面的等离子体被激发到较高的能级并与光波的电场耦合，产生SPR，使金属表面的局域光电场极大的增强。由于拉曼散射信号的强度和分子所处光电场强度的平方成正比，因此拉曼散射效应也极大增强。

SERS拉曼光谱在环境领域研究现状

列入美国EPA优先控制污染物名单中的16中多环芳烃（PAHs）：萘（Nap）、苊系（AcPy）、苊（Acp）、芴（Flu）、菲（PA）、蒽（Ant）、荧蒽（Fl）、芘（Pyr）、苯并[a]蒽（BaA）、稠二萘（CHR）、苯并[b]荧蒽（BbF）、苯并[k]荧蒽（BbF）、苯并[a]芘（BaP）、二苯并[a， h]蒽（DahA）、二苯并[a, h]芘（BghiP）以及茚苯（1, 2, 3-cd）芘（IcdP）具有很强的生物累积性、持久性，已证实对人类有致癌性。美国、欧盟、日本、ZG等国家和地区已将PAHs纳入常规水体系环境监测。

PAHs的常规定性分析方法有GX液相色谱法、气相色谱-质谱法和荧光光谱法，上述检测方法都比较成熟，能达到ug/L-ng/L。由于自然环境中PAHs的含量低，达不到仪器的检出限，因而需要提取、净化、富集等前处理过程。致使常规定性分析方法检测周期长、成本高，还可能产生二次污染，现场适用性差。拉曼分析通常是非破坏性的，不要求试样做预处理，与试样也无物理接触，检测对象不受限制，灵敏度高，达到ng/L。本节总结了近年来贵金属纳米粒子作为SERS基底对于PAHs检测领域的新进展[18]。

PAHs往往需要借助其他修饰手段对SERS基底进行修饰，修饰基底方法大致分为5类：烷烃修饰的SERS基底；腐殖酸修饰的SERS基底；杯芳烃修饰的SERS基底；紫晶二阳子修饰的SERS基底以及硫基取代环糊精修饰的SERS基底。无论是那种SERS基底的修饰方法大体都采用一个思路，即利用PAHs分子与SERS基底表面修饰分子间的相互作用使其靠近修饰的SERS基底表面，进而到达基地表面的增强区域，从而完成对其SERS检测。

Aroca课题组采用腐植酸作为还原剂，原位制备了腐植酸稳定的Au纳米粒子，他们发现这些Au纳米颗粒的SERS背景光谱具有很大的空白区段，可以实现10-5mol浓度的苯硫酚、l-萘胺和吡啶的原位检测。由于土壤和水域中的大部分有机芳香族化合物都集中在腐植酸部分，这种方法表明SERS技术可以直接用于这些环境中污染物的原位检测。

谢云飞等将硫基取代的环糊精修饰在银纳米粒子上作为基底，通过SERS对蒽、芘进行检测，发现分子芘能够充当“分子桥”作用，连接两个银纳米粒子，芘能取得更好的SERS信号。另外，将硫基取代的环糊精修饰在金纳米粒子上作为基底，通过SERS对（蒽、芘、苯并菲等）进行定量和定性检测，应用此种方法能检测到分子*低浓度的顺序由大到小：芘、䓛、蒽、苯并菲、晕苯。

H.D. Kronfeldt等通过热还原将25,27-二硫基乙酸-26,28二羟基-4-叔丁基杯芳烃（DMCX）组装到银溶胶上作为基底，利用DMCX修饰的银纳米粒子表面有聚集和浓缩PAHs的作用，对人工海水中芘和萘进行SERS检测，检出限分别为3*10-10和3*10-9mol/L。
Harris研究组利用C18的取代物修饰了金属基底，并研究了C18在金属基地上的吸附取向，然后对几种多环芳烃进行了SERS检测，其中分子芘的检测限可达10-8 mol/L，萘和菲的检测限大10-7 mol/L。由于葵硫醇自组装膜对PAHs具有富集作用，Haynes研究组利用葵硫醇在银膜表面自组装SERS传感器，并利用该传感线对蒽和芘分子进行检测，检测限分别达到3*10-10和7*10-10mol/L[18]。

实验设备

实验设备：北京卓立汉光仪器有限公司自主研发设计的“Finder Vista”显微共聚焦拉曼光谱仪系统，配备高性能CCD背散射探测器；激光器波长为785nm，强度15mw；600g/mm光栅狭缝宽度为100um，积分时间为2。
样品：环境污染物-芴，浓度50mMol/L。

实验分析

每一种振动产生的拉曼峰不仅受原子间距离、空间配置、费米共振、诱导效应、内消效应、邻近基团场效应，还受物质的物理状态、介质性质和氢键的影响。SERS检测环境污染物-芴的拉曼光谱图如图1所示，采用不同工艺、稳定剂有不同的增应[11-20]。


图1  不同基底修饰方法的芴的拉曼光谱

芴的拉曼光谱全振动形式主要归属为苯环变形（ring def）、碳碳伸缩（CCStr）、碳氢摇摆（CHw）、碳氢伸缩（CHStr）以及各种形式的耦合。在1000-1700cm-1（基团频率区）的振动归属为碳碳伸缩（CCStr）、碳氢摇摆（CHw）及其耦合振动（CCStr-CHw）。碳碳伸缩主要集中在1600-1650cm-1区域且强度较强。200-1000cm-1频区特征峰强度相对较弱，主要由环变形振动产生；3000-3200cm-1频区的拉曼光谱较强，由碳氢伸缩振动产生。分布在这些品取得芴受化学环境影响较小，一般可根据改频区确定特征基团，并根据基团频率定性确定PAHs[11-20]。

从图中可以发现，742、1235、1610cm-1等芴的拉曼特征峰均能准确检测到，不同的修饰剂有不同的修饰效果。没有添加修饰剂的银基底在1000-1700cm-1的基团频区有显著增果，在1600-1650cm-1区域的碳碳伸缩增果更为显著。添加IP6修饰剂后，在1000-1700cm-1的基团频区有显著增果，200-1000cm-1频区的环变形振动也产生增果，598cm-1增果明显。添加RL修饰剂后，芴的拉曼荧光背景谱得到YZ，光谱基底平缓，峰值清晰尖锐，但是，对于1000-1700cm-1的基团频区的增果较差。可以推断，采用IP6修饰剂的SERS增应更好。

结论

1.SERS拉曼可以用于环境污染物痕量分析，并实现微摩尔级别乃至纳摩尔级别检测。通过在样品前处理、色谱与表面增强拉曼光谱多种技术联用上有所进展，实现将拉曼分析技术应用于实际环境样品检测的目的．在一定程度上为解决快速灵敏分析持久性污染物的难题提供帮助。

2.表面增强拉曼光谱可以提供分子水平上的结构信息，并且具有超灵敏、简便和实时检测的特点，因此，有望在PAHs这类环境污染物的分析检测领域得到广泛应用。今后SERS在环境污染物的研究可望集中从两方面发展，一方面，进一步提高SERS基底的重现性，并结合化学计量学的方法，使SERS光谱的定性、定量分析更加完善；另一方面，可以与其他分析技术，特别是分离技术联用，如与分子印迹技术结合，对PAHs技术进行特异性识别、分离，然后进行SERS检测。

参考文献

[1] 来永超. 面向环境有机污染物快速分析的表面增强拉曼光谱方法[D]. 2013, 山东大学.
[2] 龚继来, 吕璞, 曾光明. 表面增强拉曼光谱在环境分析中的研究进展[J]. 化学传感器, 2009, 29(3): 8-12.
[3] 付翠翠, 梁丽佳, 齐国华等. SERS生物传感技术及其应用进展[J]. 高等化学学报, 2015, 36: 2134-2147.
[3] 付翠翠, 梁丽佳, 齐国华等. SERS生物传感技术及其应用进展[J]. 高等化学学报, 2015, 36: 2134-2147.
[4] 姜小红. 表面修饰的银纳米材料表面增强拉曼光谱基底用于环境有机污染物检测的研究[D]. 2014, 山东大学.
[5] 刘文婧, 杜晶晶, 景传勇. 表面增强拉曼光谱用于环境污染物检测的研究进展[J]. 环境化学, 2014, 33(2): 217-228.
[7] 刘琨, 吴世法, 陈茂笃等. 以新型银胶为衬底小鼠血清的表面增强拉曼光谱分析[J]. 光谱学与光谱分析, 2008, 28(2): 339-342.
[8] 冯艾, 段晋明, 杜晶晶等. 环境水样中五种多环芳烃的表面增强拉曼光谱定量分析[J]. 环境化学, 2017, 33(1): 46-52.
[9] 刘鹏. 若干环境污染物富集、检测和转化的理论研究[D]. 2011, 山东大学.
[10] 李萍. 新型SERS基底在食品安全检测中的应用研究[D]. 2016, 湖南大学.
[11] 王玮. 银基复合纳米膜的合成及其在表面增强拉曼散射基底方面应用[D]. 2013, 山东大学.
[12] Xiaohong Jiang, Yongchao Lai, Min Yang etc. Silver nanoparticle aggregates on copper foil for reliable quantitative SERS analysis of polycyclic aromatic hydrocarbons with a portable Raman spectrometer[J]. Analyst, 2012, 137: 3995-4000.
[13] Jingjing Du, Chuanyong Jing. Preparation of thiol Modified Fe3O4@Ag Magnetic SERS Probe for PAHs Detection and Identification[J]. The Journal of Physical Chemistry C, 2011: 17829-17835.
[14] Min Zhang, Xiaodi Zhang, Yu-e Shi etc. Surface enchanced Raman spectroscopy hyphenated with surface microextraction for in-situ detection of polycyclic aromatic hydrocarbons on food contact materials[J]. Talanta, 2016, 158: 322-329.
[15] 曾娅玲, 姜龙, 蔡啸宇等. 拉曼光谱的16种多环芳烃（PAHs）特征光谱辨识[J]. 光谱学与光谱分析, 2014, 34(11): 2009-3004.
[16] 赵晓辉, 曾娅玲, 邱尤丽. 基于群论的PAHs分子偏振拉曼去噪[J]. 光谱学与光谱分析, 2007, 37(7): 2067-2072.
[17] 李锡东, 丁华, 殷丽娜等. 多环芳烃检测方法研究进展[J]. 橡胶工业, 2017, 64, 123-127.
[18] 谢云飞, 王旭, 阮伟东. 表面增强拉曼光谱技术在多环芳烃检测中的应用[J]. 光谱学与光谱分析, 2011, 31(9): 2319-2323.
[19] 杨盼, 丁卯军, 陈凡圣等. 表面增强拉曼光谱技术在环境污染物检测中的应用[J]. 激光与光电子学进展, 2014, 51: 1-7.
[20] 冯艾, 段晋明, 杜晶晶. 环境水样中五种多环芳烃的表面增强拉曼光谱定量分析[J]. 环境化学, 2014, 33(1): 46-52.

（来源：）

拉曼光谱能否成为疾病早期诊断的快速筛查工具？

       这是个困扰科研人员和YL工作者多年的问题。

       近年的研究发现：酪氨酸酶（TYR）是人体黑色素合成中一种非常重要的氧化还原酶，可将邻苯二酚类物质催化氧化为邻苯二醌类物质。其过表达时会引发白癜风，雀斑和帕金森氏综合征等疾病，因此酪氨酸酶活性成为这些疾病早期诊断的重要指标。

如何利用拉曼光谱技术检测酪氨酸酶活性？

       近日，华东理工大学李大伟课题组(Wang, Lu, et al. "Electrochemistry-regulated recyclable SERS sensor for sensitive and selective detection of Tyrosinase activity." Analytical chemistry 91.10 (2019): 6507-6513. Top 1区)，使用瑞士万通集团必达泰克公司（B&W Tek）生产的i-Raman^®拉曼光谱仪做研究测试，开发了一种基于SERS技术可循环使用的酪氨酸酶活性检测传感器。

SERS传感器的原理

       SERS传感器的原理如下图所示，该传感器是通过在ITO玻璃上自组装金纳米颗粒，然后在金纳米颗粒上修饰4-巯基邻苯二酚(p-thiol catechol, p-TC)得到的(ITO/ AuNPs/p-TC)。当酪氨酸酶存在时，可催化传感器表面的p-TC转换成p-TB(p-thiol benzoquinone)，此时传感器的拉曼光谱发生明显变化，通过传感器拉曼光谱的变化可检测酪氨酸酶的活性。检测后的传感器可利用电化学调控将表面的p-TB还原为p-TC从而实现传感器的循环利用。

       该SERS传感器能够充分发挥表面增强拉曼光谱的技术优势，可以快速、灵敏且选择性地检测血清中酪氨酸酶的活性，对酪氨酸酶活性的检测限为0.07U/mL，同时可以评价酪氨酸酶活性YZ剂的效果，对酪氨酸酶活性过高引起的疾病的早期诊断具有潜在的应用价值。

       在生物YL及科研领域，必达泰克的i-Raman^®拉曼光谱仪广泛应用于各种环境下的检测需求。除此之外，必达泰克还有更高性能的全系列拉曼系统：i-Raman^® Plus、i-Raman^® Pro等，能够Z大限度地满足客户对各种样品的检测需求。先进的定量、定性分析软件，友好的用户界面，智能的算法和强大的矩阵计算能力，无论是专家还是初学者都能轻松使用。

i-Raman^® Plus

高灵敏度、高分辨率拉曼光谱仪

       i-Raman^® Plus是我们屡获殊荣的i-Raman^® 的升级版。它采用了创新的智能光谱处理技术，GX率的薄型背照式CCD检测器，致冷温度更低，从而获得Z佳的信噪比和更高的动态范围。i-Raman^®Plus的Z长积分时间可达30分钟，在检测微弱拉曼信号时有很大优势。其同时具备高分辨率和宽光谱范围两大优势，光谱范围Z高可覆盖至4000cm^-1，Z佳分辨率可至3.5cm^-1。

了解产品：

www.bwtek.cn/plus/view.php?aid=43

i-Raman^® Pro

深致冷便携拉曼光谱仪

       i-Raman^® Pro是必达泰克的一款高性能、创新智能便携拉曼光谱仪。它内置了触控屏操作电脑和强大的数据处理软件。只需要指尖轻点几下，一份完整的分析报告即可出现。零下25度的深致冷高性能检测器，使得它具备超高灵敏度、信噪比和动态范围，是长时间、微信信号检测的理想选择。

了解产品：http://www.bwtek.cn/cp/lmxt/bjs/bxslmxt/2017/0117/42.html

       瑞士万通集团必达泰克为用户提供灵活、多样的需求，从实验室到现场的终端应用解决方案。产品已广泛应用到多个行业，如：食品安全、刑侦缉毒、制药工业、生物YL、环境监测、过程监控、科学研究、材料分析、石油化工、光学检测等。满足用户的全方位移动光谱解决方案。

了解更多领域应用方案

制药工业拉曼应用方案：

http://www.bwtek.cn/cp/lmxt/scs/scslm/2019/0404/300.html

毒品检测、危化品分析拉曼应用方案：

http://www.bwtek.cn/cp/lmxt/scs/scslm/2019/0228/297.html

为践行“舌尖ZG、安全你我”，卓立汉光开发了食品安全快速检测系统来构筑群众健康食品的“防火墙”，该系统将SERS技术与潜心研制的高灵敏度拉曼光谱仪相结合， 可让“微含量、微残留、微添加”等危害民众健康的物质无法遁形。
检测方法便捷、响应速度快、准确率高，可以轻松实现全民便捷检测。也为市场监督管理、海关、出入境、应急管理、农业农村、生态环境、国家卫生健康等部门的简单的监督手段。

快速检测操作方法

卓立汉光为用户打造便捷、强大的食品安全检测技术

列举项目部

种植牙指的是一种以植入骨组织内的下部结构为基础来支持、固位上部牙修复体的缺牙修复 方式。它包括下部的支持种植体和上部的牙修复体两部分。目前牙齿种植是修复牙齿缺失最 好的方法，种植牙的使用，也越来越广泛。

种植牙采用人工材料（如金属、陶瓷等）制成种植体（一般类似牙根形态），经手术方法植入组织内（通常是上下颌）并获得骨组织牢固的固位支持，通过特殊的装置和方式连接支持上部的牙修复体。与传统假牙相比，种植牙功能强，不磨牙，舒适美观。不具破坏性，已成为越来越多缺牙患者的首 选修复 方式。

牙种植体材料一般是与人体相容性好的钛合金。而纯钛金属材料在和骨组织直接接触的同时，如果没有足够粗糙的表面和维持生物稳态的氧化层，很难在短时间内，进入到骨组织和种植体之间界面的骨结合期，牙种植体的表面特性可影响种植体植入后的生物学反应，决定组织细胞在其表面的粘附、增殖、分化及矿化，影响蛋白质的吸收，直接影响界面的骨愈合速度、骨结合率、骨结合强度，对种植体功能的正常行使十分重要。因此使种植体表面变粗糙增加表面积，可以提高种植体与骨的结合，而使表面变得粗糙的方法有喷砂、涂层、酸蚀等人为的表面处理方法。

在研究牙种植体的过程中需要识别长度不超过 5-15mm 植入物上的污染物。要确定牙植入物是否清洁、受污染或者只含有少量杂质，找到那些可能影响患者生理状态的颗粒，如果一个污染物在 5-10μm 之间，这些颗粒可能在插入过程中与植入物脱离。会对患者造成异物反应、骨损失、甚至是植入物损失的严重后果。只有使用扫描电镜，才能获得与巨噬细胞识别能力相匹配的信息水平，获得微米级的详细信息。

全 球首 款SEM-EDS智能化实时成像/元素分析系统Axia ChemiSEM扫描电镜，可容纳最 大的样品尺寸为280mm（宽度），128mm（高度；剩余10mm工作距离）。样品台最 大移动范围：X=120mm、Y=120mm、Z=55mm、T=-15°/﹢90°。Axia对于样品尺寸的极强容纳能力，可省去样品切割的麻烦，同样也可以一次性分析多数量的样品，提升整个分析过程的效率。利用Axia扫描电镜的大样品仓及大角度倾转功能可以多角度全面观察牙种植体形貌，更有利于查找牙种植体植入物上的污染物。

Axia有实时能谱功能，业内首 创彩色成像扫描电镜，实时元素定量分析，在传统能谱基础上，Axia创造性地将EDS元素分布图像与SEM图像完美结合，在SEM成像的同时，即可呈现EDS的元素分布图，是解决传统能谱分析效率不高的完美方案，并且同样支持元素的定量分布图。

利用DBS背散射探测器成像立即看到植入物的材料衬度对比，直接识别出不是核心材料的钛的异物，黑点是有机污染物的迹象，亮点源于金属残留物，如铝、镍、铜、锡或铬等。用 Axia实时能谱功能进一步分析这些颗粒，知道颗粒成分，高效率区分牙植入物清洁或污染，为科学研究提供关于牙植入物污染水平详细且可靠的数据。

ColorSEM实时能谱分析是Axia最 大特点，利用这一点可以快速寻找和计算异物颗粒，了解这些污染物的元素组成，从制造方面找到解决方案，在技术上避免颗粒污染牙种植体，从而节约成本，提高效益。

送走金秋10月，11月悄然而至，第二十届全国光散射学术会议及第二届表面增强拉曼光谱国际会议(SERS-2019)纷至沓来，卓立汉光分析仪器事业部将全程参与展会之中，并为大家带来全系拉曼产品及系列解决方案，涵盖科研、食品、药品、环境、YL等多个领域，欢迎新老客户莅临参观指导。

会议时间：2019年11月2日-6日；2019 年 11 月6日-9 日

会议地点：苏州同里湖大饭店（江苏省苏州市吴江区同里镇崇本路8号）

卓立汉光从2000年以来开始深耕光谱集成系统，自2003年集成化的拉曼光谱系统的研发成功标志着卓立汉光正式步入拉曼领域。目前卓立汉光的拉曼产品包括自主研发的科研、便携、手持、教学等系列拉曼检测设备。

硬实力升级优化+软实力稳步提升+稳固的“售前+售后”服务，让卓立汉光拥有了越来越多拉曼行业的新老朋友，也使卓立汉光在拉曼光谱的研发道路上越走越好。

明星产品 悉数呈现

科研级别产品：

RTS2多功能共聚焦拉曼光谱系统

亮点解读:

自由光路狭缝-CCD共聚焦和光纤针孔共聚焦两种共焦方式任意切换;

chao强扩展功能;除常规稳态拉曼PL功能外，可联用做瞬态拉曼，快速动力学等试验；

经济型共聚焦拉曼光谱仪 RTS-mini

亮点：光纤共聚焦方式，提供灵活的耦合方式;

可在客户无限远正置显微镜上升级;

手持式物质鉴定仪Finder Edge

亮点解读：

一键式操作，物质快速鉴定仪

便携式光纤探头拉曼光谱仪FI-FO

亮点解读：具有实验室仪器性能的便携式产品

科研级小型拉曼光谱仪Finder Insight Pro

科研级工业机；

适合生物医学样品批量测试；

您若有任何技术问题或需求，可与现场工作人员联系，他们将为您提供一对一的供需服务，助您观展顺利；更有观众登记现场礼品福利，愿您观展轻松。