拉曼知识（六）表面增强拉曼光谱技术有哪些应用？

表面增强拉曼光谱技术有哪些应用？

SERS活性体系的不断优化，促使SERS实验领域不断扩展，从探针分子到应用材料，从染料分子到荧光材料；从氨基酸、DNA、RNA到蛋白质；从有机到无机，从液体到气体，从单分子吸附到多分子竞争吸附，从水体系到非水体系等等，作为一种光谱技术，SERS已成为灵敏度最高的研究界面效应的技术之一。

单分子检测；SERS技术可以实现超低浓度溶液和超薄薄膜中的分子检测，最近在表面科学，分析化学，纳米技术等领域引起广泛关注。研究表明单个分子吸附在胶体上的表面增强拉曼散光光谱表现出受胶体极化轴的影响。

化学及工业；表面增强拉曼光谱是研究电极化学界面结构、吸附、反应的一种重要谱学工具，作为一种灵敏度很高的表征手段，SERS因为能直接研究物质在胶体上的吸附行为而得到广泛的应用。金属表面具有较高的自由能，容易吸附氧分子并与之反应生成金属氧化物，而水分子即可通过较为疏松的金属氧化物层侵蚀金属本体，形成微电池而造成全面腐蚀。如果在活性金属表面覆盖一层惰性膜，杜绝氧分子在金属表面的富集，即可达到缓蚀效果。鉴于SERS对靠近金属基底单分子层的高灵敏度以及可清楚观察覆盖膜下金属氧化物的生成这些优点，SERS在金属防腐的研究领域内无疑也是一理想的工具。

生物、医学体系；SERS作为一种增强拉曼光谱技术，在研究生物分子的结构和构象方面发挥着重要作用，大量的研究人员利用SERS解决了生物化学，生物物理和分子生物学中的许多问题，包括提供分子的特殊基团与界面的相互作用、生物分子与金属的键合方式等等。在医学研究上，SERS具有更独特的优点，如非破坏性和指纹式的分辨能力；对水溶液样品的分析、样品的选择性激发和信号收集等方面都显示出良好的应用前景。

纳米材料；SERS可以避开本体覆盖层的干扰，经过适当处理的金属表面仅对吸附物的第一层分子的拉曼散射有10的6次方倍的增强效应，而对第二、三层以及更远一些的分子的信号以数量级的比率下降。因此SERS可以直接对聚合物、金属界面的结构进行高灵敏度和专一性的检测，找出聚合物分子在金属表面的去向以及几何形态，扩展聚合物在金属防腐中的应用，弄清金属粘接以及集合物在表面的光化学反应等。

联用技术与传感器；SERS的高灵敏高分辨率使得它在传感方面有强大优势和潜力。表面增强拉曼技术由于其较高的检测灵敏度很早就被人们与分离技术连用。它可以作为色谱及流动注射分析的检测手段，在进行成分分离同时还可以进行各组成分的指纹鉴定，对于天然有机物、违禁药物等分析由重要意义。

艺术、考古相关领域；拉曼光谱的最显著特点在于其对样品的无损害以及峰位对激发光的不依赖性。正是这些特点，使得它作为一种光谱技术，在技术品鉴别和考古学及相关领域有着很好的应用价值。而SERS光谱技术不仅兼顾着普通拉曼的这些性质，还由于其高灵敏高分辨率等特点，因此有更大的潜在应用价值。