Chemical Reviews: 表面增强拉曼光谱在生物检测中的应用综述

发布日期:2018-4-26     浏览次数:1427次    发布者:刘春英    

       任斌教授课题组应美国化学会旗下顶级刊物ChemicalReviews邀请,为其Plasmonics in Chemistry专辑撰写题目为”Surface-Enhanced Raman Spectroscopy for Bioanalysis: Reliability and Challenges”综述,并于近期在线发表于Chemical Reviews,DOI: 10.1021/acs.chemrev.7b00668。

       该综述总结了课题组在国家重点基础研究发展计划支持下开展的单细胞表面增强拉曼光谱研究过程中所积累的宝贵经验,以表面增强拉曼光谱技术(Surface-enhancedRamanspectroscopy, SERS)在生物分析检测中的可靠性问题为切入点,系统介绍了SERS在生物分析中的研究进展。

       SERS 利用在可见光-近红外波段具有很强表面等离激元共振效应的Ag、Au等纳米结构,来显著增强吸附在纳米结构表面上的分子的拉曼信号,以超高检测灵敏度(甚至高达单分子)获得样品自身的指纹特征,是一种极具潜力的生物分析检测技术。但是,从其发现至今的四十多年,SERS技术还未能在生物医学领域得到广泛应用,其中关键原因是因为SERS生物检测涉及光-表面等离激元纳米材料-生物体系三者之间异常复杂的相互作用,导致难以获得重现可靠的光谱数据,而SERS检测的可靠性也成为SERS生物检测的瓶颈问题。基于该背景,并针对一般化学和生物背景的读者,该综述首先介绍SERS基本原理,并以其指导设计高灵敏的SERS检测方案,以及生物分子和细胞与纳米材料的复杂相互作用,并结合SERS基本原理指导设计可靠的SERS生物检测探针,进而从生物分子、病原体到活细胞不同层次,介绍了直接和间接SERS检测方法在细胞和生物检测中的现状,并从实验设计、测量条件和数据分析等不同角度分析了各种可能干扰SERS分析检测可靠性的潜在因素。该综述展望了SERS生物检测中的关键挑战,包括重现性、灵敏度和时空间分辨率等。该工作总结了任斌教授课题组几代博士,硕士和博士后的在SERS生物分析检测中积累的宝贵经验,并将这些经验总结成一张速查表,为广大研究者提供实验帮助。

                                    
       该综述论文的第一作者为博士后宗铖,徐梦溪、许丽佳、魏婷、马鑫、郑晓姗、胡仁高级工程师等人参与了论文撰写。该工作得到科技部项目(2016YFA0200601、2016YFC1100301、2013CB933703),国家自然科学基金(21633005、21790354、21711530704、21621091)和中央高校基本科研业务费(20720170031)的长期支持。

       论文链接:https://pubs.acs.org/doi/pdfplus/10.1021/acs.chemrev.7b00668