近期，卓立汉光探访兰州大学叶为春课题组，为大家伙儿一起来分享其基于新型超灵敏表面增强拉曼技术在制药领域的应用，协助大家掌握SERS基底的制备原理、实验设计和优化技巧等；了解在制药领域的前沿应用及其定量检测的可能性。
当一些分子被吸附到某些粗糙的金属表面上时，他们的拉曼散射强度会极大的增强，后来科学界把这一现象命名为表面增强拉曼散射效应（Surface-enchanced Raman Spectroscopy, SERS），简称SERS。常用的基底有贵金属(Cu，Ag，Au 等)粗糙电极、贵金属溶胶、纳米颗粒、纳米阵列等，基底也赋予了SERS具备更高的高灵敏度，故大范围的应用于生物制药、食品安全、刑侦安检等领域。该技术能获得痕量分子结构信号，特别适合于对微量物质的研究分析。但其基底重现性和稳定能力难以控制，这某些特定的程度上限制了其推广和应用。因此，研究和开发优良的基底成为SERS研究的重点和热点。
兰州大学叶为春课题组近年来专注于SERS基底研制技术及其在生物医学领域的应用研究，并取得一系列研究进展。早期，叶为春课题组开展多种工艺制备SERS基底，定性分析基底的检测限、稳定性、重复性等指标。多项研究表明，其制备的SERS基底可成功用于定性识别如罗丹明6G、孔雀石绿、三磷酸腺苷、腺嘌呤等广受制药行业关注的物质检测。通过前期的积累，叶为春课题组又继续在此基础上持续深入研究，并开展定量测试及其应用。新研究成果有：
1. 利用Ag(111)晶面取向的优势又结合CT协同增大效应，通过在上述Ag纳米片表面修饰少量ZnO纳米颗粒，构建了具备优秀能力灵敏度、稳定性和均一性的SERS基底，系统地探讨该基底在分析物检验测试过程中的作用机制；实现了小鼠血清中5种苯二氮卓类药物(、恶西泮、阿普、、劳拉西泮)总量的快速定量筛查，检出限低至0.5 nM，与LC-MS检测结果一致，极大拓展了SERS分析的应用领域，为医疗用药的发展提供参考。研究工作发表于Anal. Chem.2021, 93, 3403-3410，入选Anal. Chem.第93卷第7期封面文章。
2. 针对金属晶型、晶面是影响SERS性能的主要的因素，采用置换反应在Al片上制备卷心菜状Ag纳米片，通过调控银离子浓度控制Ag晶面生长，实现高度(111)晶面取向生长。应用分子动力学模拟(MD)计算深入分析这种(111)晶面取向在SERS检测上的优势。该SERS基底成功用于检测药片、火锅底料中罂粟碱含量，在0.1-1000 μM具备良好的线 nM，为实现违禁药物的快速定量分析提供了很好的范例。该研究工作发表于Anal. Chem.2018,90, 9805-9812。
3. 利用氢键在样品富集和选择性检测中具有独特的优势，采用自组装法制备氧化石墨烯/聚二烯丙基二甲基氯化铵/银纳米粒子（GO/PDDA/Ag NPs）纳米复合材料作为SERS基底，具备良好的稳定性和SERS检测的可转移性；实现定量检测水溶液中腺嘌呤含量，并对其他结构相似的核酸碱基如鸟嘌呤、胞嘧啶、胸腺嘧啶拥有非常良好的抗干扰的能力。应用DFT计算分析了PDDA与腺嘌呤间氢键作用的不同结合方式及其键能大小，为氢键的选择性富集作用提供支撑。该研究工作发表于Talanta2019,204, 372-378。
4. 鉴于ZnO与Ag间的电荷转移(CT)协同增强作用，在ZnO纳米棒上沉积银纳米粒子（NPs），构建等离子体金属/半导体氧化物异质结结构，系统研究Ag负载量和激发波长对CT贡献的影响，为CT增强机理提供大量的实验分析依据。该基底成功应用于尿液中两种口服降血糖药含量(吡格列酮, PIO; 苯双胍, PHE)的同时检测，呈现良好的选择性和加标回收率，为多组分的同时检测应用提供借鉴。该研究工作发表于Sens. Actuator B-Chem.2020, 307, 127634。
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