拉曼知識（六）表面增強拉曼光譜技術有哪些應用？

表面增強拉曼光譜技術有哪些應用？

SERS活性體系的不斷優化，促使SERS實驗領域不斷擴展，從探針分子到應用材料，從染料分子到熒光材料；從氨基酸、DNA、RNA到蛋白質；從有機到無機，從液體到氣體，從單分子吸附到多分子競爭吸附，從水體系到非水體系等等，作為一種光譜技術，SERS已成為靈敏度最高的研究界面效應的技術之一。

單分子檢測；SERS技術可以實現超低濃度溶液和超薄薄膜中的分子檢測，最近在表面科學，分析化學，納米技術等領域引起廣泛關注。研究表明單個分子吸附在膠體上的表面增強拉曼散光光譜表現出受膠體極化軸的影響。

化學及工業；表面增強拉曼光譜是研究電極化學界面結構、吸附、反應的一種重要譜學工具，作為一種靈敏度很高的表征手段，SERS因為能直接研究物質在膠體上的吸附行為而得到廣泛的應用。金屬表面具有較高的自由能，容易吸附氧分子并與之反應生成金屬氧化物，而水分子即可通過較為疏松的金屬氧化物層侵蝕金屬本體，形成微電池而造成全面腐蝕。如果在活性金屬表面覆蓋一層惰性膜，杜絕氧分子在金屬表面的富集，即可達到緩蝕效果。鑒于SERS對靠近金屬基底單分子層的高靈敏度以及可清楚觀察覆蓋膜下金屬氧化物的生成這些優點，SERS在金屬防腐的研究領域內無疑也是一理想的工具。

生物、醫學體系；SERS作為一種增強拉曼光譜技術，在研究生物分子的結構和構象方面發揮著重要作用，大量的研究人員利用SERS解決了生物化學，生物物理和分子生物學中的許多問題，包括提供分子的特殊基團與界面的相互作用、生物分子與金屬的鍵合方式等等。在醫學研究上，SERS具有更獨特的優點，如非破壞性和指紋式的分辨能力；對水溶液樣品的分析、樣品的選擇性激發和信號收集等方面都顯示出良好的應用前景。

納米材料；SERS可以避開本體覆蓋層的干擾，經過適當處理的金屬表面僅對吸附物的第一層分子的拉曼散射有10的6次方倍的增強效應，而對第二、三層以及更遠一些的分子的信號以數量級的比率下降。因此SERS可以直接對聚合物、金屬界面的結構進行高靈敏度和專一性的檢測，找出聚合物分子在金屬表面的去向以及幾何形態，擴展聚合物在金屬防腐中的應用，弄清金屬粘接以及集合物在表面的光化學反應等。

聯用技術與傳感器；SERS的高靈敏高分辨率使得它在傳感方面有強大優勢和潛力。表面增強拉曼技術由于其較高的檢測靈敏度很早就被人們與分離技術連用。它可以作為色譜及流動注射分析的檢測手段，在進行成分分離同時還可以進行各組成分的指紋鑒定，對于天然有機物、違禁藥物等分析由重要意義。

藝術、考古相關領域；拉曼光譜的最顯著特點在于其對樣品的無損害以及峰位對激發光的不依賴性。正是這些特點，使得它作為一種光譜技術，在技術品鑒別和考古學及相關領域有著很好的應用價值。而SERS光譜技術不僅兼顧著普通拉曼的這些性質，還由于其高靈敏高分辨率等特點，因此有更大的潛在應用價值。