分析测试百科网 > 行业资讯 > 会议会展

分子光谱学术会议巨献：2018拉曼光谱新技术及应用大全

2018.10.21

　　2018年10月20日，第二十届全国分子光谱学学术会议暨2018年光谱年会开幕式暨40周年庆典在青岛举办（相关报道：庆祝中国光谱40年构建中国光谱新时代）。在第一天的大会报告之后（相关报道：古人学问无遗力今有分子光谱百家鸣），组委会也安排了精彩分会报告。分析测试百科网作为合作媒体为您带来拉曼光谱新技术及应用分会场的全程报道。

拉曼光谱新技术及应用分会场

上午的拉曼光谱新技术及应用的分会场由姚建林、吴玉清教授主持第一场，吴德印、李攻科主持第二场。

华中农业大学农业微生物国家重点实验室的韩鹤友教授

华中农业大学农业微生物国家重点实验室的韩鹤友教授做题为《SERS新型传感基底构建及其应用》的报告。利用仿生学的思路，韩教授介绍了几项研究：基于知了翅膀3D SERS基底的构建及其应用；仿壁虎脚传感器检测水果表面农残；微生物合成3D SERS自内标基底及应用。工作得到湖北日报、科学网、搜狐网等各大媒体的报道。

中山大学化学学院的李攻科教授

中山大学化学学院的李攻科教授做题为《表面增强拉曼快速检测前处理方法研究》的报告。如何利用前处理来提高表面拉曼光谱增强快速检测的性能包括三种层次：前处理介质、装置和衍生化。在样品前处理介质方面，用富集和拉曼增强双功能的思路，开发了分子印迹固相萃取柱，固相萃取膜材料，并举例了其在双酚A、农残检测中的应用；介绍了AuNPs/MOFs复合SERS基底的研制及应用；金/碳纳米片表面增强拉曼的复合基底及应用；适配体功能化银/壳聚糖拉曼探针及检测血清中标志蛋白的应用。在采样装置/前处理装置的设计中，她介绍了气态采集装置，如利用按压装置来采集乙烯、二氧化硫，顶空吹扫采样装置采集甲醛，微型化热辅助前处理装置采集VOCs样品。最后介绍了衍生化检测，如食品中无机阴离子如亚硝酸根的SERS检测、乙烯、甲醛检测等。最后总结复杂样品快速检测前处理方法的发展趋势：选择性、高灵敏度、高通量、实时性、在线性、无损性、多样性、可用性等。

吉林大学吴玉清教授

吉林大学吴玉清教授做题为《磁固相微萃取SERS探针的制备及在非法添加物检测中的应用》的报告。她从食品安全检测的方法开始，引出SERS-拉曼光谱在快检中的作用。针对当前问题和挑战，提出对策如：集成前处理技术与SERS检测于一体，提高检测效率；采用分子衍生化或基底表面改性技术提高目标分子的SERS活性；找准靶标、针对食品非法添加进行检测、无需定量。研究组利用SPME技术开展几项研究，包括：Dis-MSPME-SERS技术快速检测保健酒中西地那非；石墨烯SERS基底与SPME技术结合快速检测蜂蜜中氯霉素；基于偶氮耦合反应SERS法快速检测猪肉中沙丁胺醇。

普林斯顿仪器公司（PI）孙世新经理

普林斯顿仪器公司（PI）的孙世新经理做题为《弱光光谱检测的前沿技术》的报告。PI公司总部在美国麻省，具有强大研发能力，提供光谱仪、科学相机等，具有很好的光谱应用能力。首先他介绍了临床近红外成像的应用，这种应用一种用CCD，一种用InGaAs检测器，后者适用于波长大于1000nm；但在800-1000nm波长间，上述两种检测器都不理想。PI公司最新发布了Blaze相机，它基于新一代CCD技术，可以有效解决上述难题。接下来孙博士介绍了靛氰绿（IcG）材料的近红外临床应用，Blaze捕获组织中移动中的碳纳米管信号。筑波大学用户非常满意。孙博士介绍的另一项技术是Czerny-Turner改进的IsoPlane，它加入斯米特纠正镜，是唯一的零散射光谱，成像优势是空间分辨率非常高。

合肥工业大学食品与生物工程学院刘洪林教授

合肥工业大学食品与生物工程学院的刘洪林教授做题为《液态界面增强拉曼光谱及其定量分析研究》的报告。液体界面增强拉曼过去的挑战包括灵敏度低、热点效率低、重现性、光学透深度、界面组装等问题。课题组设计了一种3D液滴做表面拉曼增强，可以双相、多组分、多通道的定量分析真实复杂的样品，后又介绍了该技术在快速检测食品中油脂质量中的应用。

上海师范大学杨海峰教授

上海师范大学的杨海峰教授做题为《拉曼光谱生物化学传感》的报告。他从拉曼的历史发展讲起，讲到SERS的作用。SERS定量分析面临的挑战是3S：基底的活性/灵敏度、稳定性和选择性。在提高灵敏度方面，课题组最早用植酸防腐剂做SERS，检测火锅酱料中的罗丹明B、无标记拉曼测定面制品发泡剂偶氮二甲酰胺，鸡肉中环丙沙星、氯霉素残留、呕吐毒素。在提高稳定性方面，研制了SERS定量分析用试剂盒，并提高稳定性、降低其价格，超稳定、高ERS活性基底已被多家仪器厂家使用。举例了丙烯酰胺检测，磁性SERS基底在蔬菜农残福美双检测中的应用，磁优化SERS快速检测唾液毒品标志物，磁诱导增强拉曼测定临床上肺癌等多种标志物。在提高选择性方面，在免疫法基础上，用磁优化SERS技术检测RNA型流感H3N2病毒，最终测到7个病毒；还测定了胰腺癌标志物。基于Diazo反应提高亚硝酸的SERS检测选择性，比如测定细胞中的谷胱甘肽，测定乌洛托品等的应用。

厦门大学固体表面物理化学国家实验室的吴德印教授

厦门大学固体表面物理化学国家实验室的吴德印教授做《金属纳米间隙中SPR增强光电化学反应》的报告。在研究机理中，间隙中得到的拉曼光谱信号可能增加，测定可能有难度。研究早期文献中的表面探针分子苯胺的SERS光谱，SPR增强反应中，对巯基苯胺增强的机理，课题组用理论计算簇模型和模拟拉曼光谱开展了进一步的机理研究。研究金银纳间隙结构中的SPR增强效应，在SERS热点上生成拉曼信号更强的染料分子，预测该分子在银表面发生表面催化偶联反应。进一步研究还发现电位、氧气氛都有影响，提出热电子还原，热空穴氧化的机理。拓展表面催化偶联反应，进而研究SPR催化光（电）化学反应的动力学，热电子活化氧和热空穴氧化机理。

南开大学谢微教授

南开大学谢微教授做题为《金属表面催化反应的原位SERS光谱研究》的报告。在介绍非均相催化反应和SERS的背景后，介绍了双功能NPs和SERS在模型反应中的应用；SERS研究C-C交叉偶联反应等。首先第一步获得双功能的金属基底（同时具有催化和SERS功能），有此之后用一个模型反应，分别介绍了在小颗粒金、铂等表面的反应。用微流控反应器来做铂表面的反应，微秒级混合样品，可以提高分辨率、降低光催化副反应。接下来介绍了银表面的反应机理，并用实验表征。用SERS研究Suzuki C-C交叉偶联反应，传统认为有均相和非均相两种机理，课题组也设计实验研究了其机理。

苏州大学姚建林教授

苏州大学的姚建林教授做题为《HPLC与SERS联用技术及其在有机反应现场监测的应用》的报告。姚教授首先介绍表面增强拉曼光谱及HPLC联用的优点，HPLC特点是高效分离分析，具有高灵敏度、高效性、应用范围广的特点；SERS有单分子高灵敏度，对结构鉴定和识别非常有效。联用可以利用两者优势。从联用发展历史看，联用的挑战是：SERS基底的性能、可重复性、无记忆效应、定量化等。课题组设计和制备了不同的SERS基底如：修饰纳米粒子的毛细管基底，二维Au纳米粒子阵列基底（Au MLF）等。在HPLC-SERS联用的应用方面，姚教授介绍了色谱分离峰的识别，混合后生成新的未知物还可用SERS光谱鉴定。还可以用于弱色谱分离峰的识别，如福美双等违禁残留物的检测。联用技术还用于有机反应监测。最后介绍了装置自动化的改进。

雷尼绍公司王志芳经理

雷尼绍公司王志芳经理做题为《雷尼绍拉曼光谱技术在生物学领域的一些应用》的报告。雷尼绍近年来拉曼光谱技术发展的方向是：自动化易用性，拉曼成像，拉曼联用技术。在拉曼光谱仪自身的发展上，雷尼绍自去年针对行业推出行业专用的拉曼光谱仪。比如：RA802药物分析仪，它基于InVia显微共聚焦拉曼，专为药物配方分析设计。2018年推出RA816生物分析仪，专为生物样品分析设计。在生物中，比如结肠癌组织成像，进行结肠癌组织诊断。另一个例子鉴定脑胶质瘤的分类，以及皮肤经皮给药监测，拉曼光谱法在食管癌分类中的应用，细胞3D成像，活细胞成像，微生物中细菌菌株的鉴别；拉曼光谱在生物组学研究中的应用。

中国检验检疫科学院的席广成研究员

中国检验检疫科学院的席广成研究员做题为《稳定且灵敏度的非贵金属表面增强拉曼光谱基底研究》的报告。当前的基底主要是金基底，虽然高EF、高稳定性；但商品化必须考虑成本。但银纳米粒子虽然高EF，低成本，但表面易氧化、硫化。有报道用半导体SERS基底材料，发现具很强的LSPR效应，超高的化学、热、光稳定性。首先是金属性MO₂基底，它具有高化学稳定性，高导电率等特性，被称为准金属。研究组合成了多种金属性MO₂基底，并考察了各种性能，证实其具有10⁶级别增强因子，达到10^-7摩尔/升的检测限，并开展多组分测定的应用。为探讨半导体基底材料是否有普适性，又尝试WO₂/C SERS基底。继续普适性的考虑，又研究金属性碳化物SERS基底，在稳定性，成本，灵敏度等方面都很有潜力。最后提出思考，希望今后大家努力，让国标中可以采用SERS技术，需要解决多组分干扰问题，荧光干扰问题，如何制备高度均匀的基底等方面。

下午的报告第一场由徐抒平、黄岩谊主持，第二场由尤静林、冯兆池主持。

吉林大学徐抒平教授

吉林大学徐抒平教授首先做题为《基于SERS研究光动力治疗中的癌细胞损伤》的报告。研究首先看是否能拿到细胞核真正的SERS光谱，比较了原位In Situ和非原位Ex Situ方法。从2015年开始，课题组发展一些探针如核纳米棒，使SERS可探测。其次判断纳米粒子是否进入细胞核，用超分辨成像等技术定位纳米粒子。除原位方法后，还可以提取细胞核，再与SERS混合，再提取DNA、蛋白质等来用非原位方法检测。比较后发现，原位方法更好，操作简单。进一步研究探测ROS在线粒体中产生多少，发展了纳米传感基质，可以原位检测线粒体中的ROS量及定位。进一步探索PDT核中的稳定性，比较光敏剂和纳米探针存在下的区别。该研究准确分析细胞核中的DNA和蛋白质，选择性测定ROS浓度，并探索PDT核中的亚细胞结构和光谱信息，为今后的治疗和生物细胞学机制提供参考。

北京大学黄岩谊教授

北京大学黄岩谊教授做题为《受激拉曼散射显微切割测序分析复杂肿瘤样品的异质性》的报告。他介绍了用微流控芯片来做细胞的多通道信息，再利用计算和统计学信息，对细胞进行分类。另一项研究是观察细胞长大后细胞内芯的变化做全转录组分析，用高分辨拉曼扫描每个细胞后，在做全转录组分析。试图重现出一个表现型和基因型的关系。后来的研究和北大医院皮肤科合作研究黑色素瘤，在基因组水平已经发现了一些现象。在转录组研究中，研究口腔病理切片，用label-free（无需染色）的SRS同步拉曼扫描显微镜观察转录组，在图像水平上观察不同组织的特征，找出基因组和转录组的关系。也研究了用炔基的标记方法，再成像后也可看到细胞代谢的走向，对细胞进行定量、高分辨、3D的描述。

武汉大学沈爱国教授

武汉大学沈爱国教授做题为《点击SERS：多元液体活检与精确标记成像》的报告。他首先介绍了SERS光谱用于生物医学分析的优势和挑战，重现性、复现性、难以定量是挑战；他提出间接检测可能是实用型SERS技术的未来。从化学测量学的角度看待拉曼散射可以表征，也可利用特异性来做检测。拉曼标记分子如果用指纹区信号，不是很特异，而从拉曼静默区有可能找到一些特异性信号。课题组设计了炔烃编码的SERS成像探针进行细胞成像。设计炔烃编码的SERS检测试剂做化学试剂、做生物检测。沈教授提出“点击”化学概念，用于“点击”SERS光谱，这是一种全新的信号输出模式，其特性是直观、可预知、唯一可识别性，可做点击发光等。接下来介绍了点击SERS的应用。所有实验是在共聚焦显微拉曼光谱下做的，所以点击信号的尺度都是纳米，突破局限的一种思考，通过限域等，可以编码信号，并测到微米。

吉林大学韩晓霞教授

吉林大学韩晓霞教授做题为《SERS光谱研究细胞色素C介导的细胞凋亡》的报告。课题组制备生物相容性SERS活性基底，有两种制备策略：1）在贵金属表面包裹生物相容性材料；2）发展新型过渡金属和半导体材料。首先研究细胞色素C，得到其共振拉曼光谱，分别得到氧化和还原状态下的共振拉曼光谱，可以很好区分其状态。后设计镍机理，方便研究还原态的细胞色素b5。Ni的增强主要来源于电子场增强，处理表面后有更强的增强，为体外研究细胞色素C及其配体的作用提供了活性界面。又制备Ni纳米材料，发现可以直接还原细胞色素C。课题组还开展了一系列机理研究。并用实验提出新的调控机理。并发展了检测线粒体中细胞色素C的方法。

华东理工大学李大伟教授

华东理工大学李大伟教授做题为《基于表面增强拉曼光谱的酶活性检测方法研究》的报告。利用SERS的特点，设计了利用电化学反应的SERS传感器来检测络氨酸酶（Tyrosinase）的方法。实验表征了该传感器，及其对络氨酸酶响应的表征，并研究其灵敏度和选择性。做了电化学恢复的实验，来证明该传感器的功能分子可以再生和循环利用。实验测定了血清，证明了其结果。

第二军医大学陆峰教授

第二军医大学陆峰教授做题为《基于模拟策略的位置结构同系物掺杂中药的SERS光谱研究》的报告。在未知结构解析中，研究了一系列伟哥衍生物掺杂物，由于理论上衍生物种类无穷多，而且对照品难以（基本不可能）获取，在现场快速检测时更不可能带那么多对照品。利用模拟策略来研究可能会掺杂什么，设计结构做QSAR计算后获得得分。当然也用试剂合成的同系物用Biocore做了相互作用来验证。另外用TLC-SERS做共有峰的匹配。最后用市场上的对象实验，来快速检验证实其含有模拟策略中的组分。这种策略还可以扩展到更多药物。

内蒙古科技大学欧阳顺利教授

内蒙古科技大学欧阳顺利教授做题为《几种水溶液体系微观结构与宏观性质的拉曼光谱研究》的报告。首先介绍了几种水溶液体系的微观结构，以及微观结构与宏观性质之间的关系。首先是水的结构与性质的研究，比如二元水溶液的氢键对结构与性质的研究；以及氢键强度、粘度等关系。第二部分介绍拉曼技术研究矿冶固废高熵混合材料。在大课题下，课题组研究拉曼与原子力显微镜联用等技术做全流程的基础研究，比如研究微晶和晶体的机构。用微波制备产品时，用拉曼-红外法研究其微波非热效应。

上海大学尤静林教授

上海大学高品质特殊钢国家重点实验室尤静林教授做了题为《硅酸盐玻璃和熔体结构的拉曼光谱定量解析》的报告。在非晶态中，采用拉曼光谱结合核磁共振波谱、量子化学方法研究精细结构。在结构分析中，X射线衍射非常有效但主要适用于晶体，对于非晶态，其信息有限；NMR适用于常温但对高温熔体其相对探测速度慢，不能反映熔体中的瞬时结构。配备了可达2000 K的宏观和微观高温热台，ICCD等装置和技术，通过测定硅酸盐玻璃的NMR谱和采用精细结构解谱，其精细结构的化学位移不随组分而变化，确立了定量的可靠性。同时，通过二元钠硅酸盐团簇结构计算和谱学模拟，得到随精细结构（振动波数线性相关）变化的拉曼光谱散射截面的连续化函数，从而实现硅酸盐玻璃及其熔体拉曼光谱的定量解析。最近课题组在Si、Al、Ti、Ge、Mo、W和B等氧化物的玻璃，相关熔体和氟化物熔盐方面开展富有成效的研究工作。

中国科学院宁波材料技术与工程研究所的李赫研究员

中国科学院宁波材料技术与工程研究所的李赫研究员做《基于拉曼光谱的无烟煤伴生石墨中石墨含量的快速定量分析探讨》的报告。海关进口产品时对无烟煤伴生石墨要求石墨含量超过50%，否则不能进口。无烟煤常伴生石墨。传统区分方法耗时长，比如X射线衍射法要一星期才能出结果，因此实验探索用拉曼光谱法。样品不需前处理，对碳材料结构差异响应度高，测试时间短等优点，但需探索定量。实验前先用各种电镜、光谱、X射线表征了无烟煤和石墨，然后用拉曼光谱建立了量化方法，拟合了曲线。测试200余样品后，同其它方法实验结果吻合。总结来看，拉曼光谱是碳材料检测的一种有效技术手段；拉曼光谱可以用于快速测定量区分石墨/无烟煤。

东北大学徐章润教授

东北大学徐章润教授做题为《基于微粒和微液滴的SERS检测方法研究》的报告。首先介绍基于Janus微粒SERS-荧光双模式检测pH，结合SERS和荧光检测的方法，并用Janus微粒检测了人体胃液pH和癌细胞pH变化。另一项研究是基于凝胶微粒和液滴的SERS检测血清中6-巯鸟嘌呤。最后介绍用SERS技术监测Fenton反应降解染料。

吉林大学宋薇教授

吉林大学宋薇教授做题为《纳米酶催化材料SERS基底的构筑及其应用研究》的报告。纳米技术的发展促进了SERS技术的发展。构筑新型SERS基底有许多优点，比较热点的如纳米酶。课题组的研究结合纳米酶和SERS，首先介绍磁性MOFs基纳米催化SERS基底的构筑，从而研究光诱导增强过氧化物酶的催化机制。另一项研究构筑了石墨烯/半导体/金属催化SERS基底，发展高灵敏检测重金属及微生物学的应用。

中国科学院大连化学物理研究所冯兆池研究员

中国科学院大连化学物理研究所冯兆池研究员做题为《杂分子筛催化活性中心和催化剂合成过程紫外拉曼光谱研究》的报告。他首先介绍了紫外拉曼光谱，接下来介绍杂原子分子筛活性位催化材料的研究，分子筛合成过程及其合成机理的研究。紫外（共振）拉曼可避开应该干扰，提高灵敏度。过渡金属掺杂分子筛，如TS-1等，拓展了分子筛的应用范围，但活性位的研究是挑战。课题组用紫外拉曼光谱研究过渡金属掺杂分子筛，观察了多种活性物种。接下来介绍分子筛合成过程及其合成机理的原位表征研究。

厦门大学李剑峰教授

厦门大学李剑峰教授做题为《基于壳层隔绝模式的表面增强拉曼光谱分析》的报告。讲到SERS，必须借力+隔绝，这样才能解决材料普适性、形貌普适性的问题。李教授随后介绍了各种纳米结构在SERS中的工作模式，课题组发展了壳层隔绝纳米粒子增强拉曼（SHINERS），非常强调要尽量获得单晶表面，课题组研究了金单晶界面-双电层水结构，Pd单晶界面-双电层水结构。随后介绍挑战界面反应的原位分析，希望用拉曼光谱获得中间产物的信号，比如研究金单晶表面电氧化反应过程，OH中间产物的最直接光谱证据，证实了电化学界长期的猜测。还研究了晶面结构效应，研究燃料电池最重要的氧还原反应的中间物种。还研究了SHINs增强荧光，从而研究单分子荧光，还同时研究了荧光和拉曼的信号，原位监测单分子反应过程。