近日，山东大学生态环境损害鉴定研究院程永强研究员课题组在表面增强拉曼光谱快速检测环境污染物领域取得新进展。相关研究成果以“Designing of a functional paper-tip substrate for sensitive surface-enhanced Raman spectroscopy (SERS) detection”为题发表在国际分析化学权威期刊《Analytica Chimica Acta》上。《Analytica Chimica Acta》由Elsevier出版，致力于发表分析化学相关的高水平前沿学术成果，是国际化学学界广泛认可的享有高度学术声誉的期刊。课题组硕士研究生齐笑笑为第一作者，程永强研究员为通讯作者，山东大学为唯一通讯单位。

拉曼光谱是一种具有高灵敏度的非破坏性分析技术，由于其具有“指纹”识别、无损分析、快速鉴定、无需标记等优点，在环境监测、食品安全和生命科学等领域有着广阔应用前景。近年来，便携式拉曼仪器由于能够现场快速输出结果，在许多领域取得了突破性进展，成为一种潜在的分析工具。表面增强拉曼（SERS）技术的出现可以显著提高便携式拉曼仪器在实际检测过程中的分析性能。但是在分析过程中，制备灵敏度高、均匀性好、成本低的理想的SERS基底仍然是个难题。

目前，纸张作为SERS的柔性基底支撑材料，因其具有成本低、制备简单、环境友好等优点而备受关注。纸基SERS基底已被应用于农药残留分析、爆炸物检测、食品安全和细胞信号监测等。但是在纸基SERS基底的制作过程中仍然存在纳米颗粒分布不均匀、工艺复杂或需专用设备等问题。

本工作，我们将咖啡环效应的缺点转化为快速制备纸基SERS基底的有效方法，进而构建了一种新型的纸尖SERS基底制备方法。在具有温度梯度的纸尖上，利用重力和咖啡环效应的共同作用下实现了纳米粒子的自组装，在纸尖前端表面产生了大量且分布均匀SERS热点。同时，分析物也会在纸尖前端富集，对SERS检测中的拉曼信号实现了有效的放大。信号增强因子（AEF）达到1.15 × 105。本方法制备的纸尖SERS基底具有制作简单、成本低廉、灵敏度高等优点，与便携式拉曼仪器相结合，实现土霉素和孔雀石绿的现场快速定量分析。

程永强课题组主要从事痕量污染分析及溯源技术、环境分析、环境污染与人体健康等方面的研究，主要应用领域为生命科学、食品安全、水体、土壤、大气等。具体研究方向包括：1. 污染物痕量分析新方法及溯源技术研究；2. 微生物学微流控新技术；3. 生化分析与生物传感；4. 光谱、质谱分析仪器的研发与应用。该工作得到了国家自然科学基金、山东省自然科学基金、山东大学基本科研业务等项目的支持。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.aca.2023.341872

【作者：程永强；编辑：王金铭；审核、责任编辑：林佳宁】