依靠国家贵金属材料工程技术研究中心香港 分中心优异的实验条件，我们发展了简便、 高效、节能、环保的电化学处理工艺，可以 将常见的贵金属材料表面处理为纳米拓扑结 构，并发现该结构有十分优异的光学性能， 可以作为 SERS 探针。 [1-3] 本方法制备的 SERS 探针，灵敏度相较目前常见的商用化 SERS 探针提高 100 倍，同时成本比目前最 便宜的商用化 SERS 探针还要低几十倍（图 1）。此外，我们设计了和 SERS 探针配套 使用的光学适配器（用于固定 SERS 探针） 以及和企业联合研发了可携式拉曼仪器（采 集拉曼信号）。整套可携式拉曼系统具有增 强效果好、成本低廉、使用方便等特点，在 食品安全，重大疾病，公共安全，环境保护 等方面有广泛的应用前景。相关生产技术， 工艺，设计以及应用已获七项美国专利，四 项中国专利授权，并荣获中国发明协会颁发 的“发明创业奖”（国科奖社证字第 0123 号）。
受到中国古代“银针试毒”的启发，我们将 自主研发的可携式拉曼系统应用于食品安全 的检测以及重大疾病的检测（图 2）。与传 统 SERS 探针不同的是，我们基于银针开发 的 SERS 探针可以用于肉制品的无损快速检 测，例如：检测鱼肉里面残留的孔雀石绿；[4] 识别肉制品中的不同营养成分；[1] 探测肉里 面的重金属 [5]。此外，也可以用于乳制品的 快速检测，护肤品的现场真假鉴别及违禁添 加的识别（图 3），蔬菜水果表面的农药残 留的现场检测。
2020 年以来，新型冠状病毒病（COVID-19） 已成为全球突发公共卫生事件，截止 2022 年 6 月 , 全球有超过 5 亿人感染，其中死亡 人数超过 630 万。我们与广州金域医学检验 集团股份有限公司（目前已经测试新冠病毒 超过 1.7 亿人次）展开合作（已经签订三方 合作协定）, 研发基于 SERS 检测的新冠病 毒快筛技术，联合申请专利“基于拉曼光谱 的新型冠状病毒核酸检测试剂盒及方法”已 获授权 (ZL202111108253.7)。为了更深入研 究新型冠状病毒病的机制，我们与香港大学 陈志伟教授团队合作，基于新发传染病国家 重点实验室研究不同亚型的病毒检测。此外， 我们还与华大集团合作进行了临床样本的盲 测实验，后续会继续开展基于可携式拉曼系 统的细菌快速筛选实验。
心血管疾病 (CVD) 是世界上发病率和死亡 率最高的一类疾病，也是卫生行业治疗成本 最高的疾病。降低心血管疾病死亡率的关键 之一就是研发更有效的检测方法来进行早期 预测和干预。我们与香港心脑血管健康工程 中心 (COCHE) 合作，在香港重大研发计画 InnoHK 专案的资助下，基于自主研发的可携 式拉曼系统对心血管疾病的早筛方法进行了 探索研究。发现对尿酸（心血管疾病的标志 物之一）有优异的检测效果，可以初步识别 心血管患者的尿液和血液。
此外，由于高性能且无表面活性剂，自主研 发 SERS 探针也被用于反应机理研究，并取 得了系列成果。 [6-8]
总之，基于贵金属分中心研发的可携式拉曼 系统在食品安全，重大疾病快速筛查，日用 品真伪鉴别，催化反应的机理探究等领域有 着巨大的应用前景。
图 1 （A）自研探针和产业化探针的比较；（B）可携式拉曼系统。
图 2 自主研发可携式拉曼系统的应用案例。
图 3 实际样品中吡硫翁锌慨快速检测。
参考文献
1. Zhou, B, Ou, W, Zhao, C, Shen, J, Zhang, G, Tang, X, Deng, Z, Zhu, G, Li, YY & Lu, J 2021, 'Insertable and reusable SERS sensors for rapid on-site quality control of fish and meat products', Chemical Engineering Journal, vol. 426, 130733.
2. Ou, W, Shen, J, Lyu, F, Xiao, X, Zhou, B, Lu, J & Li, YY 2021, 'Facile Surfactant-, Reductant-, and Ag Salt-free Growth of Ag Nanoparticles with Controllable Size from 35 to 660 nm on Bulk Ag Materials', Chemistry—An Asian Journal, vol. 16, no. 16, pp. 2249-2252.
3. Zhan, Y, Zeng, S, Bian, H, Li, Z, Xu, Z, Lu, J & Li, YY 2016, 'Bestow metal foams with nanostructured surfaces via a convenient electrochemical method for improved device performance', Nano Research, vol. 9, no. 8, pp. 2364-2371.
4. Zhou, B, Shen, J, Li, P, Ge, M, Lin, D, Li, YY, Lu, J & Yang, L 2019, 'Gold Nanoparticle-Decorated Silver Needle for Surface-Enhanced Raman Spectroscopy Screening of Residual Malachite Green in Aquaculture Products', ACS Applied Nano Materials, vol. 2, no. 5, pp. 2752-2757.
5. Liu, Y, Zhou, B, Wang, W, Shen, J, Kou, W, Li, Z, Zhang, D, Guo, L, Lau, C & Lu, J 2022, 'Insertable, scabbarded, and nanoetched silver needle sensor for hazardous element depth profiling by laser-induced breakdown spectroscopy', ACS Sensors, vol. 7, no. 5, pp. 1381–1389.
6. Zhou, B, Ou, W, Shen, J, Zhao, C, Zhong, J, Du, P, Bian, H, Li, P, Yang, L, Lu, J & Li, YY 2021, 'Controlling Plasmon-Aided Reduction of p-Nitrothiophenol by Tuning the Illumination Wavelength', ACS Catalysis, vol. 11, no. 24, pp. 14898-14905.
7. Ou, W, Zhou, B, Shen, J, Zhao, C, Li, YY & Lu, J 2021, 'Plasmonic metal nanostructures: concepts, challenges and opportunities in photomediated chemical transformations', iScience, vol. 24, no. 2, 101982.
8. Ou, W, Zhou, B, Shen, J, Lo, TW, Lei, D, Li, S, Zhong, J, Li, YY & Lu, J 2020, 'Thermal and Nonthermal Effects in Plasmon-Mediated Electrochemistry at Nanostructured Ag Electrodes', Angewandte Chemie - International Edition, vol. 59, no. 17, pp. 6790–6793.