拉曼光譜新技術和新方法（1）：多維光譜交匯，賦能前沿交叉

2026年7月25日，第24屆全國分子光譜學學術會議暨第六屆光譜年會在山西瀟河國際會議中心隆重開幕。當天下午，在拉曼光譜新技術和新方法（1）分論壇上，華中農業大學韓鶴友教授、廈門大學張華教授、華中師范大學高婷娟教授、中科院大連化學物理研究所馮兆池研究員、西南交通大學范美坤教授、上海大學尤靜林教授等13位報告人，圍繞表面增強拉曼光譜、紫外共振拉曼光譜、拉曼光譜成像技術、SERS探針構建及現場檢測應用等前沿方向，分享了各自的最新研究成果與技術進展。

華中農業大學 韓鶴友教授

報告題目：狂犬病病毒的分子光譜診斷及其納米疫苗防治

韓鶴友教授指出，狂犬病致死率接近100%，但屬于“可防可控不可治”的疾病。團隊圍繞檢測、治療和疫苗三個環節開展了系統研究。檢測方面，構建了電化學和電化學發光雙模式傳感以及量子點標記的試紙條與熒光雙模式檢測系統，靈敏度顯著優于傳統方法，為早期診斷提供了有力支撐。治療方面，開發了基于?納米金棒的光熱治療策略，能夠突破血腦屏障，在近紅外光照下精準清除病毒，動物實驗顯示存活率達60%。疫苗方面，設計了靶向樹突狀細胞的緩釋型微針疫苗和基于金屬-酚醛配位網絡的水凝膠疫苗，前者無痛便捷，后者可實現抗原持續釋放，免疫效果均優于市售鋁佐劑。該系列工作為狂犬病全程防控提供了分析化學與納米醫學交叉融合的創新方案，具有重要的臨床轉化前景。

廈門大學 吳德印教授

報告題目：等離激元光電化學反應的表面增強拉曼光譜研究

吳德印教授在報告中介紹了其團隊利用表面增強拉曼光譜（SERS）研究電化學界面反應的工作，重點圍繞8-溴腺嘌呤分子體系展開。他指出，SERS不僅提供信號增強，其產生的熱載流子還可誘導表面化學反應，關鍵在于熱載流子能量與分子軌道能級的匹配。研究中，他以8-溴腺嘌呤為探針，通過調控電極電位和激發光波長，成功實現了碳溴鍵的選擇性斷裂，并據此建立了動力學模型，證實該過程為光驅動熱電子轉移而非光熱效應，但他也指出該過程的量子效率較低。吳德印教授還發現腺嘌呤與銀離子配位后可形成新的譜學特征，并通過理論計算揭示了二聚體及質子化還原產物的結構轉變。

華中師范大學 高婷娟教授

報告題目：生物醫藥與界面化學中的偶氮增強拉曼散射測量

高婷娟教授介紹了基于偶氮增強拉曼散射的系列工作，其核心策略是將振動基團與偶氮苯生色團共軛連接，在降低熒光背景的同時實現拉曼信號增強。在生物醫藥應用方面，她利用分子指紋信息構建了多色拉曼成像探針，實現了線粒體、溶酶體等細胞器的動態追蹤。她進一步開發了基于氫鍵網絡響應的高頻微粘度探針，用于探測水分子在微觀尺度的動態行為。此外，高婷娟教授還利用拉曼信號的頻率和強度構建了高通量編碼體系，成功應用于多重免疫分析和多肽藥物篩選，顯著降低了成本和時間。在界面化學應用方面，她開發了系列界面pH分子探針，實現了固液界面質子轉移的原位測量，系統探究了金屬元素、價態、表面修飾及鹽濃度對材料界面pH的影響，為催化材料性能調控提供了關鍵實驗依據。

賽默飛世爾科技（中國）有限公司 馬書榮 應用專家

報告題目：賽默飛拉曼光譜在反應過程監控中的創新應用：從臺式分析到在線過程監測

馬書榮系統介紹了賽默飛拉曼光譜儀在科研與工業場景中的完整解決方案。在臺式拉曼方面，她展示了從常規分析到高端三維成像的多型號儀器，可支持XY平面掃描、Z軸深度切片及3D成像，實現無損、高分辨的空間分布分析，軟件內還集成了自動序列采集、分峰擬合及顆粒自動識別統計功能。在原位應用方面，馬書榮講解了通過配置原位池或光纖探頭，可實時監測電催化、光電催化反應中的中間產物、催化劑結構變化及積碳失活過程，同時她介紹了紅外-拉曼聯用系統，該系統可在同一界面同步獲取互補信息，適用于動力學與界面反應研究。在在線拉曼方面，馬書榮重點介紹了AIO在線拉曼光譜儀，儀器結構緊湊堅固，適用于生物制藥發酵、化工過程及中式反應的實時監控，可實現多通道并行檢測和定量分析，為過程分析技術提供了高效、可靠的工具。

鄭州大學 陳勝副教授

報告題目：高信背比SERS探針構建及成像應用研究

陳勝副教授針對SERS定量成像中背景干擾強、選擇性差等問題，利用拉曼靜默區無生物背景干擾的優勢，構建了系列比例型SERS探針。針對汞污染，他分別設計了基于苯硼酸取代反應和炔基-汞配位反應的兩種探針，前者通過特征峰位移同時區分無機汞和甲基汞，后者將炔基標簽置于靜默區并結合內標校正，檢測限達5.6 nm，成功應用于細胞、斑馬魚活體及實際樣品檢測。針對藥物性肝損傷，他設計了含α-酮酰胺鍵的探針分子，利用過氧亞硝酸鹽特異性斷裂該鍵引發信號變化，將其與靜默區內標共同鍵合于金球表面，實現了對乙酰氨基酚誘導肝損傷模型中過氧亞硝酸鹽的動態評估。該系列工作為復雜生物體系中目標物的高靈敏、高選擇性成像分析提供了新策略。

長江師范學院 付翠翠副教授

報告題目：納米酶抑制介導的間接SERS傳感策略用于小分子的超靈敏檢測

付翠翠副教授針對乙酰膽堿、EDTA等拉曼散射截面小或與基底吸附弱的分子難以直接檢測的問題，構建了金/共價有機框架納米酶復合平臺，提出納米酶抑制介導的間接SERS傳感策略。該平臺利用共價有機框架材料的大比表面積和高吸附能力負載金納米粒子，兼具優異SERS活性和納米酶催化活性。她以4-硝基苯酚為拉曼底物，利用乙酰膽堿作為電子供體競爭抑制納米酶催化，通過監測底物與產物特征峰變化實現間接檢測，靈敏度高，但選擇性受限于電子供體干擾。針對這一問題，她進一步利用EDTA與金活性位點的強螯合作用特異性抑制酶活性，顯著提升了選擇性，并成功用于實際樣品分析。該間接傳感策略為拉曼惰性小分子的高靈敏檢測提供了通用新思路。

中科院大連化學物理研究所 馮兆池研究員

報告題目：TS-1新型活性鈦物種的紫外共振拉曼光譜表征研究

馮兆池研究員介紹了利用紫外共振拉曼光譜表征鈦硅分子篩中活性鈦物種的研究工作。針對鈦含量低、信號弱的難題，他發展了深紫外激光共振拉曼技術，通過匹配鈦物種的紫外吸收帶，有效避開熒光干擾并大幅增強信號。研究發現，鈦硅分子篩中除傳統四配位骨架鈦外，還存在帶羥基的四配位、五配位及一種新型六配位鈦物種。通過系統比較不同合成與處理條件，他發現該六配位物種在丙烯環氧化反應中催化活性最高，并借助模型催化劑和工業對比實驗予以佐證。該工作為鈦硅分子篩活性中心的精準識別及高性能催化劑的定向合成提供了關鍵光譜依據。

布魯克（北京）科技有限公司 徐媛經理

報告題目：布魯克最新成像技術和人工智能在分子光譜中的應用

徐媛經理介紹了布魯克在拉曼和紅外成像技術中的最新進展。在拉曼成像方面，她指出傳統逐點成像速度慢的瓶頸，并介紹了布魯克推出的多點并行激光線超快速3D成像技術，通過將點光斑整形為均勻線光斑并配合面陣列CCD同步采集，大幅提升了成像效率，使動態過程追蹤和大規模統計分析成為可能。她還介紹了基于蒙特卡洛算法的AI智能尋點技術，可根據拉曼信號反饋自動優化采樣策略，快速鎖定催化活性位點或微塑料分布區域。在紅外成像方面，她介紹了基于量子級聯激光器的高通量顯微紅外技術，可在28分鐘內完成大尺寸濾膜的全掃描，并展示了結合神經網絡機器學習算法在混合物解析與組織切片危險等級自動分類中的應用，其分類結果具有臨床預后價值。

西南交通大學 范美坤教授

報告題目：AI解碼多維SERS指紋圖譜：從細菌表型到復雜樣本表征

范美坤教授圍繞“增加信息維度”的核心思路，介紹了利用多維SERS指紋圖譜結合機器學習實現復雜樣本精準識別的工作。他認為傳統SERS檢測僅獲得單一通道信息，信息量不足會限制機器學習的識別效果，因此他通過三種策略拓展維度：基底調制、激發波長調制及樣本調制。在應用中，他用5種表面修飾實現了17株微生物的精準區分；通過表面電荷修飾策略，他在稀釋1000倍條件下仍可檢出目標污染物；他還將激發波長與納米粒子耦合用于煙草產地溯源，并利用“黑箱應激”策略在1小時內區分活病毒。該工作為環境監測、食品溯源及生物檢測提供了低成本、高通量的解決方案。

上海復享光學股份有限公司 劉然經理

報告題目：復享光學分子光譜解決方案

劉然經理介紹了復享光學在分子光譜領域的硬件解決方案。針對SERS產業化中基底一致性的關鍵瓶頸，他介紹了公司推出的K-Sens模塊化拉曼光譜儀，該產品采用光纖探頭與模塊化設計，具備良好的重現性，滿足醫療器械級評價標準，并可進行定制化開發。他重點介紹了核心產品NOVA-EVO制冷型光纖光譜儀，該儀器具備高動態范圍和低噪聲，能夠覆蓋從低亮度到高亮度的測量范圍。他還介紹了成像光譜儀系列，可實現高分辨與零串擾數據，達到國際領先水平。在科研端，他介紹了多維表征系統、顯微共焦拉曼、透反射光譜及熒光壽命成像等方案，支持寬波段、多維度材料表征。

上海大學 尤靜林教授

報告題目：CaO-SiO?-TiO?玻璃和熔體微結構的拉曼光譜和計算模擬研究

尤靜林教授利用高溫拉曼光譜結合分子動力學與量子化學計算，研究了CaO-SiO?-TiO?三元系玻璃和熔體的微結構。分子動力學模擬顯示，鈦主要以高配位形式存在，硅則以穩定的SiO₄四面體存在；隨著TiO?含量增加，體系由高聚合度結構向低聚合度結構轉化。量子化學計算表明，鈦的引入會改變Si-O鍵的局域鍵合環境，使鍵長增大、鍵角減小，各類Q_i結構單元的非橋氧特征峰向低波數方向移動。尤靜林教授在此基礎上建立了頻率-結構經驗關系及散射截面數據庫，實現了譜圖的系統解析與定量分析。

中國工程物理研究院化工材料研究所 何璇副研究員（馬夢丹代講）

報告題目：面向危險物質現場檢測的三維氣凝膠SERS基底與集成化分析技術

馬夢丹圍繞危險物質現場快速檢測需求，介紹了基于SERS技術的系列集成化檢測體系。她首先介紹了DNA酶輔助的SERS-微流控檢測平臺，利用特異性響應實現了鈾酰離子的高靈敏檢測，并在實際水樣中驗證了方法的可行性。隨后她介紹了SERS與數字微流控技術的集成方案，通過數字化控制液滴運動實現樣品混合、反應和檢測全流程自動化，顯著提升了檢測的重復性和效率。針對傳統銀納米顆粒體系穩定性和熱點可控性不足的問題，她介紹了團隊發展的三維銀氣凝膠SERS基底，有效提高了熱點密度和增強能力，與數字微流控平臺結合后進一步降低了炸藥分子的檢測限。此外，她還介紹了柔性金納米顆粒負載聚酰亞胺SERS加熱芯片，實現了TNT蒸汽的原位吸附、檢測及空間分布信息獲取。

北京理工大學 黃啟燊副研究員

報告題目：共聚焦光鑷-拉曼的空間分辨測量研究

黃啟燊副研究員針對氣液界面微液滴化學反應研究中空間分辨測量的需求，搭建了共聚焦光鑷-拉曼光譜聯用系統。他將單液滴懸浮于空氣中以避免基底干擾，通過共聚焦設計將液滴截面成像于狹縫，同時獲取液滴中心的自發拉曼信號和界面處的回音壁模式共振增強信號，空間分辨率可達亞微米級。利用比值分析法消除信號的高斯分布影響后，他觀測了大氣有機氣溶膠在相分離過程中相界面的動態遷移，揭示了相變過程的隨機性特征。他還研究了二氧化硫在液滴界面的反應，發現相分離狀態可加速硫酸鹽的生成。此外，黃啟燊副研究員已將方法拓展至單細胞脂質和蛋白的空間分布分析。