表面增强拉曼光谱（SERS）具有显著的信号增强特性，能够在单分子尺度提供待测物丰富的化学指纹信息，大大提高了拉曼光谱的分析灵敏度。近年来，SERS分析技术被广泛应用于化学、物理、生物医学、环境等多个领域的物种识别与结构研究。

图1 表面增强拉曼光谱及其机制示意图（Nat Rev Methods Primers1, 87 (2021)）

论文链接：https://www.nature.com/articles/s43586-021-00083-6

注：文中图片来源于论文“Surface- enhanced Raman spectroscopy”

结构成分与物性测量平台显微拉曼光谱仪可实现粉末、固体、液体、薄膜等多种类型样品的拉曼光谱（Raman）和光致发光光谱（PL）测量以及2D与3D成像。仪器配备变温测试附件，电化学测试附件，SEM-Raman联用定位附件等，为样品化学成分和结构鉴定、相态、结晶度及缺陷研究、反应过程中物种监控提供了分析手段。

图2 结构成分与物性测量平台显微拉曼光谱仪

仪器自2020年1月安装以来，运行近6000小时，支持发表SCI论文50余篇，为环境分析、医学检测、电化学分析、半导体材料研究、晶体缺陷分析、光催化等多个研究领域提供了有力支撑。其中在表面增强拉曼光谱分析领域支持产生了一系列特色成果（Environmental Science & Technology, 2022, 56, 10818; Small Methods, 2022, 6, 2200154; ACS Applied Materials & Interfaces, 2021, 13, 29222）。

1.基于SERS的新兴污染物检测研究：

化学与化工学院占金华教授团队提出了一种面向新兴污染物纳塑料富集分析的膜过滤与SERS一体化方法。该方法通过一维银纳米线材料自组装形成滤膜结构，利用滤膜的物理截流作用可以实现纳塑料的分离富集；同时银纳米线的纳米结构使其具有优异的SERS活性，利用基底的信号增强能力能够实现纳塑料的高灵敏度原位分析。

图3 纳塑料SERS检测与成像分析

论文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.2c02584?ref=pdf

注：文中图片来源于山东大学化学与化工学院占金华教授团队发表的论文“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，该方法可检测尺寸低至50 nm的聚苯乙烯纳塑料，对其截留率为86.7%，检测浓度低至10^–7g/L。结合拉曼成像，可获得聚苯乙烯纳塑料颗粒在滤膜表面的分布信息。该方法也成功实现真实环境水样中由发泡聚苯乙烯材料碎裂产成的纳塑料颗粒的分析检测。相关研究发表在Environmental Science & Technology（2022）。

2.基于SERS的疾病标志物检测研究：

机械工程学院张成鹏副教授团队开发了一种针对血清样品中胰腺癌标志物外泌体的富集-检测方法。该团队将多层SERS基底材料与表面修饰的外泌体富集材料相结合，通过复合材料对待测物拉曼信号的多重放大，实现对外泌体的高灵敏检测。

图4 胰腺癌生物标志物的SERS检测

论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smtd.202200154

注：文中图片来源于山东大学机械工程学院张成鹏副研究员团队发表的论文“Highly Sensitive Exosome Detection for Early Diagnosis of Pancreatic Cancer Using Immunoassay Based on Hierarchical Surface-Enhanced Raman Scattering Substrate.”

研究表明，与传统的基于银纳米粒子表面修饰的外泌体SERS检测材料相比，该团队研发的复合材料表现出更高的检测灵敏度，外泌体检测限低至15个颗粒/微升。此外，通过表面抗体修饰，该材料可以同时检测两种外泌体标志物，进而提高了对胰腺癌的检测准确性。相关研究发表在Small Methods（2022）。

结构成分与物性测量平台显微拉曼光谱仪简介

仪器型号：LabRAM HR Evolution

生产厂家：HORIBA

放置地点：生命科学北楼235

仪器管理人：苏捷、马继臻

主要技术参数：

1.光谱范围：200 nm-1100 nm；

2.激光器：325/532/633/785 nm；

3.变温测试附件：室温至1000℃；

4.原位电化学附件：适用于两电极或三电极测试，含原位伏安测试功能及交流阻抗模块；

5. Raman-SEM联用定位附件：适用于微米级（含）以上样品的Raman-SEM共定位表征。

苏捷简介

博士，实验师，化学与化工学院，结构成分与物性测量平台。

从事光学/电子显微类大型仪器的管理和研究。管理仪器有：显微拉曼光谱仪、激光共聚焦显微镜、扫描电子显微镜等。近年来，为多篇高水平期刊论文（Angew. Chem.，Environ. Sci. Technol.，Adv. Funct. Mater.等）提供了数据测试与分析，并以第一作者或参与发表一区论文4篇。

马继臻简介

实验师，化学与化工学院，结构成分与物性测量平台。

主要致力于电催化过程中的原位实时检测和分析。管理的仪器包括原位X射线衍射仪、原位共焦拉曼光谱仪、原位电化学-红外、电池软包系统、热重分析仪等。近几年，为多个课题组的多项研究成果在领域内的权威期刊论文（Adv. Func. Mater. , J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed., Adv. Energy Mater.等）提供了重要数据支撑，以第一作者发表包括Angew. Chem. Int. Ed.在内的一区论文多篇，并以第一发明人身份获得关于仪器附件的发明专利一项。