基于表面增强拉曼光谱的纳米纤维基生物传感器的研究进展

为促进纳米纤维基表面增强拉曼光谱(SERS)传感器在生物医用领域的开发及应用，介绍了纳米纤维基SERS基底的组成与性能评价指标，纳米纤维基底的构建方法及其性能影响因素。通过总结纳米纤维基SERS基底的构建方法，阐述了纳米纤维与等离子体材料原位组装和后组装的2种策略，进一步探究了纳米纤维种类及其形貌等对柔性SERS传感性能的影响机制。最后展示了纳米纤维基SERS基底在生物医用领域的应用，根据生物医用领域SERS传感器的性能要求对其未来发展趋势进行展望，以期为制备高性能的纳米纤维基柔性SERS基底及拓宽其实际应用提供一定参考。     

基于氧化石墨烯的表面增强拉曼光谱技术在食品污染物检测中的应用

表面增强拉曼光谱(surface enhanced Raman spectroscopy, SERS)通过吸附表面的目标分子来增强拉曼散射,能够以高灵敏度、高特异性和高选择性检测目标分子,已成为快速检测食品污染物的一种常见技术。SERS技术的发展很大程度上依赖于SERS基底的构建与发展,常用的SERS基底材料主要为贵金属(Au、Ag和Cu),并且氧化石墨烯(graphene oxide, GO)也是一种具有拉曼活性的探针分子,可通过与贵金属的协同作用来增强表面增强拉曼光谱的信号,此外GO材料本身的自清洁性、稳定性和优越的分子吸附特性等,使得基于GO的SERS生物传感器的开发成为研究的热点。本文系统地介绍了GO SERS基底材料,综述了其在多种农药、霉菌毒素和非法添加剂等食品污染物检测中的研究应用,并对其应用进行总结和前景展望。本文旨在为研究人员提供更多GO SERS传感器的相关知识和应用前景。     

表面增强拉曼光谱法检测农药残留的研究进展

表面增强拉曼光谱技术(SERS)作为一种高灵敏度的指纹光谱技术, 在农药残留检测方面越来越受到关注。本文介绍了表面增强原理, 从表面增强基底、农药的特征拉曼位移、农药残留表面增强拉曼光谱定性判别和定量分析四个方面综述了农药残留SERS检测研究进展, 展望了SERS在农药残留检测方面的应用前景。     

表面增强拉曼光谱技术在真菌毒素检测中的应用研究进展

表面增强拉曼光谱（surface enhanced raman spectroscopy，SERS）是一种新型的快速检测技术，能通过增强基底灵敏探测化合物的分子指纹信息，从而清楚解析其特征化学结构，具有样本前处理简单、检测速度快、灵敏度高、光谱信息丰富、易操作等优点，在食源性真菌毒素的检测领域有很大的应用价值。本文介绍了表面增强拉曼光谱技术的发展历程、增强机理、基底的分类以及检测模式，综述了近5年在食品中真菌毒素快速检测方面的最新研究进展，并提出了亟待解决的问题和发展趋势，旨在为今后SERS技术的研究和开发提供帮助。     

再生纤维素纤维-纳米金柔性复合物的制备及其对尼尔兰的快速检测

为获得柔性纤维素基表面增强拉曼光谱(SERS)增强基底,以从废纸中再生的纤维素纤维为固相载体,经表面改性后通过自组装将纳米金粒子负载到纤维素纤维表面得到再生纤维素纤维-纳米金复合物。借助紫外-可见光光谱仪、红外光谱仪、透射电子显微镜、扫描电子显微镜及光学显微镜对再生纤维素纤维及再生纤维素纤维-纳米金复合物进行表征,并利用时域有限差分法对SERS基底中纳米金的电场强度变化进行模拟。表面改性后纤维素纤维在干燥和湿润条件下的平均直径分别为28.21和42.29 μm,利用直径变化这一特点可调控纤维表面纳米金粒子间距获得更多的SERS热点。该柔性SERS基底光谱均一性的相对标准偏差为3.5%,其对环境污染物尼尔兰分子的检出限达到1×10^-9 mol/L。     

光催化自清洁表面增强拉曼光谱基底用于食品污染物可循环检测的研究进展

表面增强拉曼光谱（surface-enhanced Raman spectroscopy,SERS）是一种新兴的超灵敏分析技术,在食品安全、环境监测和临床诊断等多个领域都有应用前景。然而,传统SERS检测以金或银的贵金属纳米材料为活性基底,存在均一性和稳定较差、成本较高的问题。通过将SERS与光催化技术联用,以半导体-贵金属复合纳米材料为基底,可改善检测结果的稳定性和批次间差异性,有效降低成本。同时,利用材料的光催化降解功能可达到消除污染物和循环使用基底的目的。本文重点介绍近期光催化自清洁SERS基底用于食品污染物可循环检测的研究进展,包括无机/有机半导体-贵金属复合SERS基底的制备方法、优势和不足,及其在农药、非法添加剂和抗生素等食品中典型污染物检测和消除中的应用,最后总结了该领域现存的挑战和未来的发展趋势。     

表面增强拉曼光谱快速检测食品中双酚A的研究进展

准确、快速地检测双酚A(BPA)是减少食品中BPA污染的重要环节。表面增强拉曼光谱（SERS）技术作为一种新型的快速检测技术,具有无损、准确、快速、图谱指纹特征强等优点,在食品中BPA快速检测方面具有巨大潜力。本文介绍了SERS的机制及SERS技术在食品中BPA快速检测方面的应用,主要综述了不同SERS基底快速检测BPA的研究进展,以期为BPA的快速检测提供理论支撑。     

表面增强拉曼技术在农药残留检测中的应用研究进展

食品的农药残留问题是威胁人类健康的全球性问题,表面增强拉曼光谱技术(surface-enhanced Raman spectroscopy, SERS)作为一种操作简便、快速灵敏的指纹光谱技术,在农药残留检测方面已展现出较大潜力。本文首先描述了SERS增强原理,然后简单概括了SERS基底制备的方法,以基底功能性出发,介绍了食品中农残检测中常见的两种类型的SERS基底：通用型基底、特异性基底,通过综述近年来在食品农残检测中的应用,总结了二者在检测食品中农残的特点和常用的制备工艺,旨在为更多农残检测需求提供关于SERS技术方面的启发。最后展望了SERS技术在农残检测的挑战并提出可行的建议。     

静电纺丝法在制备SERS基底中的应用进展

介绍了几种表面拉曼增强(SERS)基底的制备方法及其最新研究进展,阐述了静电纺丝技术的进展及其在制备SERS基底中的应用研究进展,并对其应用前景作了预测。     

Au/MoS_2复合纳米结构的SERS性能研究

表面增强拉曼散射是一种良好的分子检测技术,寻求性能良好的表面增强拉曼散射基底是研究表面增强拉曼散射的重要挑战之一。在研究中发现,二硫化钼具有良好的吸附能力及荧光淬灭的作用~([1]),其作为SERS基底十分具有优势,于是将金属与MoS_2材料复合作为SERS基底,不仅增强基底的吸附性,并且从多个方面提升其SERS性能。文章制备出MoS_2纳米花,并在其表面装饰Au纳米粒子,制备出的复合纳米材料作为SERS基底,并通过检测亚甲基蓝染料分子来研究其SERS性能。     

用于检测果蔬中农药残留的柔性表面增强拉曼散射(SERS)基底：设计策略和应用进展

随着21世纪人口的迅速增长和科技的飞速发展,果蔬中的农药残留问题已引起广泛关注。表面增强拉曼光谱(SERS)因其快速、无损和指纹识别的特性,已成为食品安全检测领域最有潜力的技术之一。柔性SERS基底的引入为非平面果蔬表面的原位检测提供了新的可能性。与刚性基底相比,柔性基底可通过“粘贴-剥离”或拭子取样的方法进行适应,实现了刚性基底无法达到的灵活性。然而,设计和制备同时具备高灵敏度、高稳定性和良好信号重现性的柔性基底仍是一项挑战。本综述首先概述了SERS的基本机理,然后深入探讨了柔性基底的构建策略,包括基底材质的选择和拉曼热点的构建方法。近年来,对于柔性基底在果蔬农残检测方面的应用实例也进行了总结。柔性SERS基底的发展前景广阔,但在实际应用中仍需克服许多困难和挑战。例如,如何确保在不同的检测环境中保持高灵敏度、高稳定性、高选择性和高重现性,如何降低成本实现大规模生产等。最后,本文针对柔性基底研发过程中的困难和挑战提出了一些可能的解决方案,并对未来的研究方向进行了展望。这些解决方案和展望旨在推动柔性SERS基底的进一步研究和应用,为果蔬农残的准确、高效检测提供支持。总体而言,柔性SERS基底为果蔬农残检测提供了新的可能性和机遇。通过深入理解其工作机理、优化设计策略并克服现有挑战,有望实现其在食品安全领域的广泛应用。     

Advances in surface-enhanced Raman spectroscopy technology for detection of foodborne pathogens

Rapid control and prevention of diseases caused by foodborne pathogens is one of the existing food safety regulatory issues faced by various countries and has received wide attention from all sectors of society. The development of rapid and reliable detection methods for foodborne pathogens remains a hot research area for food safety and public health because of the limitations of complex steps, time-consuming, low sensitivity, or poor selectivity of commonly used methods. Surface-enhanced Raman spectroscopy (SERS), as a novel spectroscopic technique, has the advantages of high sensitivity, selectivity, rapid and nondestructive detection and has exhibited broad application prospects in the determination of pathogenic bacteria. In this study, the enhancement mechanisms of SERS are briefly introduced, then the characteristics and properties of liquid-phase, rigid solid-phase, and flexible solid-phase are categorized. Furthermore, a comprehensive review of the advances in label-free or label-based SERS strategies and SERS-compatible techniques for the detection of foodborne pathogens is provided, and the advantages and disadvantages of these methods are reviewed. Finally, the current challenges of SERS technology applied in practical applications are listed, and the possible development trends of SERS in the field of foodborne pathogens detection in the future are discussed.     

基于表面增强拉曼光谱检测双酚A的研究进展

双酚A(bisphenolA,BPA)的化学结构与内源性雌激素类似,能模仿或干扰内源性雌激素,发挥拟雌激素作用,是一种典型的环境内分泌干扰物(endocrine disrupting chemicals,EDCs)。表面增强拉曼光谱(surface enhanced Raman spectroscopy,SERS)现已成为单分子水平上最通用的定量检测方法之一,其具有快速、灵敏和无损的分析能力,在BPA分析领域有巨大的应用潜力。本文总结了SERS技术在BPA检测方面的概况,阐述了近年来金、银纳米粒子作为拉曼基底,并联用其他现代分析技术的最新研究成果,主要包括修饰与未修饰基底的传感器,其中修饰基底的传感器分为核酸适配体与SERS联用、分子印迹与SERS联用、免疫分析与SERS联用、分子修饰与SERS联用以及新型柔性材料与SERS联用,以期为进一步合理设计高性能的SERS纳米材料提供指导。     

表面增强拉曼光谱技术在食品安全检测中的最新研究进展

食品种类繁多, 食品中存在的污染物问题也越来越复杂。因此, 探究快速、灵敏、简单地检测食品中痕量污染物的检测技术对保障食品安全具有重要的意义, 也是食品安全中非常重要的一环。近几十年来, 表面增强拉曼散射(surface-enhanced Raman scattering, SERS)检测技术凭借其检测快速、无损、灵敏度高等优点, 已成为食品安全检测的可靠工具。目前缺乏近几年关于SERS检测技术最新研究进展的概述。因此, 本文简要综述了SERS的增强机制、增强底物及其检测技术; 总结了近3年来关于表面增强拉曼光谱在食品安全检测方面的实际应用。为了更好地将SERS检测技术应用于今后食品安全的常规检测中, 应研发更加低成本的技术, 更简单的操作方法, 开发新的SERS增强底物, 将SERS检测与其他检测方法更好的结合。     

检测牛奶中杂质的表面增强拉曼光谱基底研究进展

牛奶安全问题时有发生,为了保证食品安全,避免给消费者带来健康风险,乳制品行业亟需开发快速和无损的检测方法。表面增强拉曼光谱法（Surface-Enhanced Raman Spectroscopy,SERS）作为一种分子指纹技术,具有操作简便、无损、快速和受水干扰小等优点,因而被广泛应用于奶制品的快速、灵敏检测。SERS信号的稳定性和重现性主要取决于表面增强基底的制备,本文综述了近年来用于牛奶检测的SERS增强基底的制备方法,目前研究比较多的SERS基底材料是成本较高的贵金属材料,导致贵金属基底的应用受到一些局限,因此新型材料的SERS基底是表面增强拉曼光谱研究的新热点。此外,目前所报道的应用于牛奶检测的SERS基底中,所检测的物质只是牛奶中众多杂质的一部分,甲醛、过氧化氢、重铬酸和水杨酸等掺假物质还未见报道。     

Recent advances in nanofabrication techniques for SERS substrates and their applications in food safety analysis

ABSTRACT

The ability to analyze food safety and quality in a quick, sensitive, and reliable manner is of high importance in food industry. Surface-enhanced Raman scattering (SERS), which is popular for its significant enhancement, excellent sensitivity, and the fingerprinting ability to identify special molecules, has shown vast potential for rapid detection of chemical constitutes, chemical contaminants, and pathogens in food sample. For SERS, the enhancement of Raman signals is related to not only the SERS-active substrates, but also the interactions between sample and substrates. In the current review, colloidal and solid surface-based substrates are briefly described, fabrication techniques for SERS substrates are presented, and applications of SERS for food matrixes, correlation between substrates and food samples are also introduced. Finally, some outlook on further developments is presented. The current review is therefore intended to provide a comprehensive overview on the nanofabrication of SERS substrates, and the potential of applying SERS as an important food analysis platform.     

表面增强拉曼散射基底的制备及其在农药 残留检测中的应用

表面增强拉曼散射光谱技术是探测界面特性、分子间相互作用和分子结构的一种高灵敏度的分析检测技术。近年来,此项检测技术在农药残留检测中得到广泛应用,其中增强基底发挥重要作用。本研究分析了表面增强拉曼散射增强基底制备方法的优缺点,并对表面增强拉曼散射光谱在农药残留检测中的应用进行综述。选择稳定性高的增强基底,结合样品前处理技术和融合其他光谱技术,提升农药残留的检测效率,提高检测准确度和灵敏度将是表面增强拉曼光谱技术在农药残留检测方面的发展方向。