張倩，蘇碧云，黃劍

(西安石油大學(xué) 化學(xué)化工學(xué)院，陜西 西安 710065)

表面增強(qiáng)拉曼散射(SERS)是指吸附于粗糙貴金屬表面的探針?lè)肿釉谌肷浼す獾恼丈湎?，其拉曼散射信?hào)獲得顯著增強(qiáng)的光學(xué)現(xiàn)象。利用高活性的SERS基底，人們可以獲得顯著增強(qiáng)的拉曼散射信號(hào)。SERS光譜的散射峰窄、分辨率高，且能廣泛應(yīng)用于復(fù)雜條件下多組分物質(zhì)的分析檢測(cè)。近年來(lái)，科學(xué)家們一直致力于制備各類SERS基底，并探索不同微觀結(jié)構(gòu)、不同材料類型、不同組成等因素對(duì)散射信號(hào)的增強(qiáng)效應(yīng)。例如，單一的貴金屬SERS基底可改性或復(fù)合成性能更加優(yōu)異的高活性復(fù)合SERS基底，進(jìn)而極大地推動(dòng)了SERS檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用。本文總結(jié)了常用SERS基底的類型并進(jìn)行簡(jiǎn)單的分析論述。

1 SERS發(fā)展歷程及增強(qiáng)機(jī)理

1.1 SERS發(fā)展歷程

1928年，印度物理學(xué)家C.V.Raman在利用汞燈照射液體苯時(shí)，首次觀察到了光的非彈性散射，并稱之為拉曼散射或拉曼效應(yīng)。由于拉曼散射極其微弱，且存在強(qiáng)烈的瑞利散射干擾，受限于當(dāng)時(shí)的基礎(chǔ)理論和技術(shù)水平，關(guān)于(針對(duì))拉曼散射的研究進(jìn)展較為緩慢。1974年，F(xiàn)leischmann[1]意外地發(fā)現(xiàn)了粗糙Ag電極表面吡啶分子顯著增強(qiáng)的拉曼信號(hào)(被認(rèn)為是比表面積增大導(dǎo)致吸附了更多的探針?lè)肿樱M(jìn)而引發(fā)信號(hào)增強(qiáng))。1977年，Van Duyne[2]和Campion兩個(gè)研究小組通過(guò)嚴(yán)密實(shí)驗(yàn)和精確計(jì)算發(fā)現(xiàn)粗糙Ag電極表面吡啶分子的拉曼散射信號(hào)增強(qiáng)了約6個(gè)數(shù)量級(jí)。這類強(qiáng)烈的信號(hào)增強(qiáng)不僅與表面粗糙度有關(guān)，而且涉及到全新的表面增強(qiáng)機(jī)制，并將其最終定義為SERS效應(yīng)。進(jìn)一步的研究表明[3]，SERS效應(yīng)不僅存在于Ag表面，金、銅、鎳等金屬表面也同樣存在一定的SERS增強(qiáng)效應(yīng)。隨后，半導(dǎo)體材料、過(guò)渡金屬等材料的SERS效應(yīng)陸續(xù)被發(fā)現(xiàn)或證實(shí)。

1.2 SERS增強(qiáng)機(jī)理

SERS效應(yīng)有效地改善了常規(guī)拉曼散射信號(hào)微弱的難題，同時(shí)在分子水平上給出了分析物的指紋信息，具有較高的檢測(cè)靈敏度及光譜選擇性等優(yōu)勢(shì)。然而，關(guān)于SERS效應(yīng)的增強(qiáng)機(jī)理，目前尚無(wú)統(tǒng)一的理論解釋。經(jīng)過(guò)多年探索，科學(xué)家們建立了數(shù)類模型，提出了多種增強(qiáng)理論，其中獲得廣泛認(rèn)可的有兩種，分別為電磁增強(qiáng)(EM)和化學(xué)增強(qiáng)(CT)。

電磁增強(qiáng)(EM)機(jī)制是指在一定波長(zhǎng)入射激光的激發(fā)下，金屬表面自由電子發(fā)生集體振蕩與電場(chǎng)耦合，進(jìn)而產(chǎn)生局域表面等離子體共振(LSPR)，導(dǎo)致探針?lè)肿拥纳⑸湫盘?hào)被顯著放大(歸因于分子附近較強(qiáng)的電磁場(chǎng))?；瘜W(xué)增強(qiáng)(CT)機(jī)制是指在特定頻率激光照射下，探針?lè)肿雍驮鰪?qiáng)基底之間相互作用并發(fā)生電荷轉(zhuǎn)移，導(dǎo)致分子極化率增大，也隨即增大了拉曼散射截面，進(jìn)而使得散射信號(hào)較大提升。研究表明，化學(xué)增強(qiáng)的貢獻(xiàn)比電磁增強(qiáng)小很多，其增強(qiáng)能力一般在10～103內(nèi)[4]。此外，化學(xué)增強(qiáng)屬于短程作用，主要作用于埃米范圍內(nèi)，且要求分子直接吸附于基底表面。如分子離開(kāi)基底表面，將導(dǎo)致SERS信號(hào)逐漸衰減。

總的來(lái)看，SERS效應(yīng)的增強(qiáng)機(jī)制十分復(fù)雜，通常是兩種增強(qiáng)機(jī)制同時(shí)存在，共同實(shí)現(xiàn)SERS基底的整體增強(qiáng)。其中，LSPR在SERS增強(qiáng)機(jī)制中占主導(dǎo)地位(可達(dá)104～105)，但也不能忽略化學(xué)增強(qiáng)的貢獻(xiàn)。此外，SERS基底自身的特性、微觀形貌、基底間的作用情況、激光的波長(zhǎng)與入射功率等都與增強(qiáng)效應(yīng)密切相關(guān)。

2 SERS活性基底

2.1 簡(jiǎn)單SERS基底

2.1.1 貴金屬溶膠SERS基底 貴金屬納米溶膠SERS基底是目前最常見(jiàn)、且使用最方便的一類活性SERS基底。通常，以硝酸銀或氯金酸溶液為前驅(qū)體，以檸檬酸鈉、硼氫化鈉或抗壞血酸等為還原劑，通過(guò)化學(xué)還原法即可成功制備金、銀溶膠SERS基底。雖然化學(xué)還原法能夠快速簡(jiǎn)單制得貴金屬納米溶膠，卻難以精確控制納米顆粒的尺寸與形貌。針對(duì)上述問(wèn)題，科研人員探索了不同反應(yīng)因素對(duì)納米顆粒的控制影響，通過(guò)還原劑篩選、還原劑濃度優(yōu)化、反應(yīng)時(shí)間控制，可實(shí)現(xiàn)貴金屬納米顆粒的有效調(diào)控。此外，表面活性劑的引入，也有利于納米顆粒形貌的精確控制。通過(guò)不同類型表面活性劑的使用，研究人員獲得了形狀各異的貴金屬納米顆粒，例如，納米棒[5]、納米立方體[5-6]、納米板[5-7]、納米線[5，7]、納米三角[5，7-9]、納米球[5，8-9]以及納米星[5，8]等。

2.1.2 貴金屬電極SERS基底 Fleishmann于1974年在粗糙Ag電極表面首次發(fā)現(xiàn)了SERS效應(yīng)，粗糙Ag電極SERS基底備受關(guān)注，應(yīng)運(yùn)而生。除Ag電極之外，其他金屬電極也具有類似的增強(qiáng)效應(yīng)，因此，金屬電極SERS基底的制備與應(yīng)用逐漸成為該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。制備貴金屬電極SERS基底最常用的方法是循環(huán)伏安法，它包含兩個(gè)基本過(guò)程，一是金屬電極被氧化成離子進(jìn)入電解質(zhì)溶液(通常為KCl溶液)；二是電解質(zhì)中的金屬離子被還原沉積于電極表面。如此循環(huán)往復(fù)即可獲得具有粗糙表面的金屬電極SERS基底，其粗糙度一般為25～500 nm[10]。雖然利用循環(huán)伏安法制備貴金屬電極SERS基底速度快、易操作，但電勢(shì)的變化極易影響電極表面的粗糙度，常導(dǎo)致電極SERS基底檢測(cè)重現(xiàn)性較差，更無(wú)法大面積生產(chǎn)制備。

2.1.3 金屬薄膜SERS基底 金屬薄膜基底通常以硬質(zhì)基材為支撐，利用旋涂法、自組裝法或模板法在其表面涂覆一層或多層具有SERS增強(qiáng)效應(yīng)的微納米金屬薄膜。其中，旋涂法主要是利用勻膠機(jī)在支撐基底表面涂覆一層納米溶膠，隨即形成穩(wěn)定的金屬薄膜。該方法周期短、易操作，且旋涂的金屬膜層穩(wěn)定性好，不易脫落。而自組裝法則以交聯(lián)劑為紐帶，通過(guò)交聯(lián)劑連接金屬納米顆粒和功能化硬質(zhì)基材，進(jìn)而形成金屬薄膜SERS基底。模板法依賴自身的形狀，將金屬納米顆粒均勻沉積在其表面，在模板腐蝕后即可形成具有特定形貌的金屬薄膜SERS基底。例如，Wang等[11]以多孔氧化鋁(AAO)為模板，通過(guò)電子束蒸鍍法成功制備出了厚度可控、且具有精美圖案的多孔Ag膜SERS基底，并利用時(shí)域有限差分法(FDTD)模擬計(jì)算了薄膜SERS基底的局域電場(chǎng)強(qiáng)度及空間分布。

2.2 復(fù)合SERS基底

2.2.1 雙金屬?gòu)?fù)合SERS基底 大量研究表明，Ag基SERS基底大多具有良好的SERS增強(qiáng)特性。然而Ag基底在存儲(chǔ)或使用過(guò)程中極易被氧化，進(jìn)而導(dǎo)致其增強(qiáng)效應(yīng)顯著衰退。為了解決Ag基SERS基底穩(wěn)定性差、易被氧化的難題，科學(xué)家們逐漸將目光轉(zhuǎn)至雙金屬?gòu)?fù)合SERS基底。王利華等[12]利用兩步增長(zhǎng)法，合成了具有核殼結(jié)構(gòu)的Au@Ag雙金屬?gòu)?fù)合SERS基底(該方法先以檸檬酸、檸檬酸鈉混合液為還原劑快速還原氯金酸得到Au納米核，隨后再加入檸檬酸鈉、抗壞血酸、硝酸銀溶液，通過(guò)二次生長(zhǎng)形成Ag殼)。溫馨等[13]通過(guò)電沉積法電解氯金酸和氯化銅溶液，實(shí)現(xiàn)了硅陣列表面金銅合金的共同沉積，進(jìn)而得到了有序的金銅合金納米陣列(通過(guò)調(diào)節(jié)電壓或改變氯金酸與氯化銅的摩爾比，可獲得不同金銅比例的雙金屬?gòu)?fù)合SERS基底)。進(jìn)一步的研究顯示，上述兩類雙金屬?gòu)?fù)合SERS基底均具有良好的SERS增強(qiáng)特性(其中金銅雙金屬?gòu)?fù)合SERS基底對(duì)R6G分子的檢測(cè)限低至10-14mol/L)，且其增強(qiáng)效應(yīng)顯著優(yōu)于單一組分的貴金屬SERS基底。

2.2.2 氧化物復(fù)合SERS基底 眾所周知，增強(qiáng)基底的SERS檢測(cè)憑借其良好的選擇性、較高的靈敏度、且能提供單分子水平的特征指紋等優(yōu)點(diǎn)，在環(huán)境監(jiān)測(cè)、食品安全、醫(yī)療診斷等領(lǐng)域受到了廣泛的關(guān)注。然而，在SERS檢測(cè)的實(shí)際應(yīng)用中人們所面臨的首要挑戰(zhàn)便是設(shè)計(jì)并構(gòu)筑一類價(jià)格低廉、合成簡(jiǎn)便、重現(xiàn)性好且性能穩(wěn)定的高活性SERS基底。Au、Ag等貴金屬SERS基底雖增強(qiáng)效應(yīng)良好，應(yīng)用廣泛，但卻存在價(jià)格昂貴、重現(xiàn)性低、穩(wěn)定性差等缺點(diǎn)，不適合于大規(guī)模的推廣應(yīng)用。而氧化物或半導(dǎo)體納米材料大多成本較低且化學(xué)性能穩(wěn)定，但其SERS增強(qiáng)效應(yīng)嚴(yán)重不足。綜合上述難題，科學(xué)家們將貴金屬微納結(jié)構(gòu)與氧化物或半導(dǎo)體納米材料有機(jī)復(fù)合，充分協(xié)調(diào)貴金屬微納結(jié)構(gòu)表面的電磁增強(qiáng)機(jī)制及各界面的電荷轉(zhuǎn)移與化學(xué)增強(qiáng)機(jī)制，有望構(gòu)筑出SERS增強(qiáng)效應(yīng)顯著的高性能復(fù)合SERS基底。迄今為止，大量氧化物或半導(dǎo)體納米材料已被實(shí)驗(yàn)證實(shí)可用于構(gòu)筑復(fù)合型SERS增強(qiáng)基底，如TiO2[14]、ZnO[15]、CdTe[16]、Fe3O4[17]、WO3[18]、CuO[19]、石墨烯[20]等。Zhao等[21]通過(guò)光還原沉積法成功在TiO2納米線表面負(fù)載了高密度的Au納米顆粒，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了Au/TiO2復(fù)合SERS基底的制備。復(fù)合后的SERS基底展現(xiàn)出痕量R6G分子的完整特征散射，其增強(qiáng)效應(yīng)相比未復(fù)合的Au納米顆粒顯著提高。

2.2.3 柔性材料復(fù)合SERS基底 大量研究表明，SERS分析檢測(cè)的靈敏度主要取決于SERS基底的增強(qiáng)效應(yīng)，因此制備重現(xiàn)性好、增強(qiáng)因子高的SERS基底是當(dāng)前超靈敏分析領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。然而，由于目前大部分SERS基底都是硬質(zhì)基底，固體硬質(zhì)基底堅(jiān)硬易碎，且不透光，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中往往需要使用溶劑將待測(cè)組份從被測(cè)物體表面萃取后轉(zhuǎn)移至SERS基底上進(jìn)行分析檢測(cè)，該過(guò)程十分復(fù)雜、耗時(shí)，嚴(yán)重影響分析檢測(cè)效率。此外，實(shí)際物體表面結(jié)構(gòu)的各異性，限制了硬質(zhì)基底在實(shí)物表面的原位檢測(cè)。因此，發(fā)展一種可直接在物體表面原位檢測(cè)待測(cè)組份的SERS方法迫在眉睫，而實(shí)現(xiàn)原位快速SERS檢測(cè)的關(guān)鍵是制備增強(qiáng)性能良好的可透光柔性SERS基底。

常見(jiàn)的柔性SERS基底主要有金屬納米薄膜類、基于貴金屬納米顆粒修飾的柔性支撐材料，如紙張[22]、纖維織物[23]、柔性高分子[24]、軟生物質(zhì)[25]等。Kumar等[26]將Ag納米棒嵌入聚二甲基硅氧烷(PDMS)聚合物薄膜中，成功制備出Ag納米棒/高分子柔性SERS基底。該基底具有較高的檢測(cè)靈敏度，且重現(xiàn)性良好，能直接貼附于果皮表面，實(shí)現(xiàn)農(nóng)藥殘留的提取與高靈敏分析。趙文寧[23]合成了Au納米顆粒/聚合物柔性SERS基底和Ag納米顆粒/碳布柔性SERS基底，在經(jīng)過(guò)約200次的彎折試驗(yàn)后，上述柔性基底的SERS增強(qiáng)特性仍保持穩(wěn)定，且對(duì)R6G的檢測(cè)極限依然低至10-14mol/L。與常規(guī)固體SERS基底相比較，柔性SERS基底不僅具有可折疊、重量輕、成本低等優(yōu)點(diǎn)，而且極大地增強(qiáng)了SERS基底的便攜性和使用范圍，有利于復(fù)雜表面低濃度待測(cè)組份的快速識(shí)別與分析。

2.3 多功能SERS基底

2.3.1 可循環(huán)再用的SERS基底 SERS基底通常以貴金屬納米材料為主，由于大量使用昂貴的貴金屬組分，使得SERS基底的制備及相應(yīng)的分析檢測(cè)成本居高不下，嚴(yán)重阻礙了SERS技術(shù)的快速發(fā)展及商業(yè)應(yīng)用。近年來(lái)，科研人員致力于發(fā)展具有自清潔效應(yīng)，且可循環(huán)利用的多功能SERS基底。待測(cè)組分或污染物能在基底表面直接催化分解，避免造成二次污染或環(huán)境污染?；谆厥詹⒀h(huán)利用，則可顯著降低檢測(cè)成本，實(shí)現(xiàn)綠色循環(huán)經(jīng)濟(jì)。

TiO2因其化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、氧化還原性強(qiáng)、光照無(wú)損耗、高效降解、無(wú)毒等優(yōu)勢(shì)，是目前應(yīng)用最為廣泛的一類光催化活性材料。最近研究表明，貴金屬/TiO2納米結(jié)構(gòu)的基底在紫外光或可見(jiàn)光輻射下成功將吸附在其表面的有機(jī)物快速氧化為CO2、H2O等無(wú)機(jī)小分子。Zhang等[27]采用電化學(xué)法成功構(gòu)筑了納米孔陣列，隨后，通過(guò)銀鏡反應(yīng)快速將Ag納米顆粒修飾于TiO2納米孔陣列表面，最后包裹一層氧化石墨烯。所制備TiO2-Ag-GO復(fù)合SERS基底孔道排列整齊、孔徑均一(100 nm)，Ag納米顆粒均一地沉積在TiO2納米孔表面和內(nèi)部，氧化石墨烯包裹著Ag納米顆粒防止其氧化。測(cè)試基底的增強(qiáng)活性及自清潔能力，785 nm激光輻照一定時(shí)間，檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，基底表面的探針?lè)肿?CV、MG、福美雙)被光催化降解。經(jīng)6個(gè)循環(huán)的吸附和分解后，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示TiO2-Ag-GO復(fù)合SERS基底的增強(qiáng)特性并無(wú)明顯降低，上述結(jié)果證明該基底具有較好的自清潔能力，在反復(fù)使用多次后，其增強(qiáng)性能不會(huì)降低。

此外，其他研究人員也成功設(shè)計(jì)并構(gòu)建出具有自清潔功能的SERS基底，例如TiO2-Ag的核殼結(jié)構(gòu)[28]、3D多孔ZnO/Ag復(fù)合結(jié)構(gòu)[29]、Fe3O4@TiO2@Au復(fù)合結(jié)構(gòu)[30]等。

2.3.2 磁性SERS基底 鐵氧化物/貴金屬納米復(fù)合SERS基底不僅具有磁學(xué)特性，且集成了高活性貴金屬納米顆粒的等離子增強(qiáng)特性，在醫(yī)療診斷[31]、生物傳感[32]、細(xì)胞分離[33]、工業(yè)催化[34-35]等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛?；诖判约{米材料的順磁性或超順磁性，磁性SERS基底在制備過(guò)程中通過(guò)磁誘導(dǎo)效應(yīng)可精準(zhǔn)調(diào)控貴金屬納米顆粒的聚集狀態(tài)，進(jìn)而生成高密度的增強(qiáng)“熱點(diǎn)”，實(shí)現(xiàn)SERS信號(hào)的顯著增強(qiáng)。檢測(cè)完成后，僅需添加外置電場(chǎng)即可高效、快速實(shí)現(xiàn)復(fù)雜分析體系中磁性SERS基底的分離與循環(huán)利用[36]。近來(lái)，科學(xué)家們已設(shè)計(jì)并制備出各種鐵氧化物/貴金屬磁性SERS基底，例如Au、Ag負(fù)載濃度不同的Fe3O4@Au復(fù)合微球[17]、Fe3O4@SiO2@Ag納米紡錘體[17]、超順磁性 Fe3O4@Ag 核殼結(jié)構(gòu)[37]等。特別的是，唐祥虎等[38]制備出了Au納米棒包裹的Fe3O4微納米球磁性SERS基底，首先采用溶劑熱法合成了Fe3O4磁性微納米球，然后通過(guò)聚丙烯酸鈉和聚乙烯亞胺功能化得到表面修飾有 —NH2官能團(tuán)的Fe3O4磁性微納米球。Au納米棒因其表面吸附有聚乙烯吡咯烷酮(PVP)而呈負(fù)電性，在靜電引力的作用下自發(fā)地吸附于Fe3O4磁性微納米球表面。進(jìn)一步SEES分析檢測(cè)結(jié)果表明，該磁性SERS基底具有良好的SERS活性及較強(qiáng)的化學(xué)穩(wěn)定性(對(duì)4-ATP的檢測(cè)極限低至1×10-7mol/L，且在放置3個(gè)月后仍然保持較高的SERS增強(qiáng)活性)。此外，由于該復(fù)合SERS基底具有一定的磁性，人們通過(guò)外加磁場(chǎng)即可實(shí)現(xiàn)復(fù)合納米顆粒的高密度富集，并可方便地從檢測(cè)溶液中提取出磁性復(fù)合SERS基底。

2.3.3 新型高活性SERS基底 目前，常規(guī)SERS基底對(duì)于生化分子的分析檢測(cè)已具備靈敏高、特異性強(qiáng)、高效無(wú)損等特點(diǎn)。然而，常規(guī)SERS基底在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中常常面臨攜帶不便且難以儲(chǔ)存的缺點(diǎn)，更無(wú)法實(shí)現(xiàn)微量生化試樣的高效、原位、超靈敏分析?；诖?，科學(xué)家們開(kāi)發(fā)出新型的高活性SERS基底(如毛細(xì)管SERS基底、微流控芯片SERS基底等)，用以解決上述難題。秦素花等[39]利用3-胺丙基三甲氧基硅烷(APTMS)對(duì)毛細(xì)管內(nèi)壁進(jìn)行表面修飾處理，使其內(nèi)壁氨基化且?guī)д姾?，隨后利用靜電引力吸附負(fù)電荷的啞鈴狀A(yù)u納米顆粒，所制備的毛細(xì)管SERS基底在實(shí)際分析檢測(cè)過(guò)程中具有良好的重現(xiàn)性及靈敏度，并實(shí)現(xiàn)了果皮表面農(nóng)藥殘留的提取及超靈敏分析。毛細(xì)管SERS基底的構(gòu)建則主要是通過(guò)毛細(xì)管內(nèi)壁的表面修飾與嫁接技術(shù)，逐步實(shí)現(xiàn)毛細(xì)管內(nèi)壁微納結(jié)構(gòu)的生長(zhǎng)及貴金屬納米顆粒的原位負(fù)載。顯然，處于毛細(xì)管內(nèi)部的分級(jí)結(jié)構(gòu)及金屬納米顆粒不受外界的干擾與污染，有利于毛細(xì)管SERS基底的儲(chǔ)存與應(yīng)用。重要的是，在不借助外力的情況下，利用毛細(xì)管與生俱來(lái)的虹吸現(xiàn)象，微量的生化試樣溶液可自發(fā)吸附于毛細(xì)管SERS基底內(nèi)，有效地避免了取樣過(guò)程中的樣品損失，特別適用于微量生化試樣的采集與分析檢測(cè)。

利用微流控芯片的微米級(jí)孔道結(jié)構(gòu)，科學(xué)家們實(shí)現(xiàn)了微孔通道中液態(tài)待測(cè)組分的可控流動(dòng)，該過(guò)程不僅可操作性強(qiáng)，而且試樣消耗較小(皮升至納升級(jí))[40]。微流控芯片SERS基底則是將化學(xué)反應(yīng)集成于微米尺度芯片內(nèi)，且同時(shí)實(shí)現(xiàn)微量試樣反應(yīng)與原位光譜檢測(cè)一體化的過(guò)程。這類基底通常可分為液態(tài)基底芯片和固態(tài)基底芯片[41]。液態(tài)基底芯片SERS基底通常是將貴金屬納米溶膠和探針?lè)肿又苯油ㄈ胛⒖仔酒ǖ乐?，通過(guò)電場(chǎng)[42]、磁場(chǎng)[43]來(lái)調(diào)控通道中納米顆粒的聚集狀態(tài)，進(jìn)而獲得顯著增強(qiáng)的SERS信號(hào)。然而，待測(cè)組分與貴金屬納米顆粒的混合會(huì)造成分析物的污染，干擾隨后的檢測(cè)結(jié)果。此外，由于液體的流動(dòng)性，納米顆粒的分布和聚集程度也會(huì)影響液態(tài)基底芯片SERS基底的增強(qiáng)特性。而固態(tài)基底芯片SERS基底則是將特定形貌的貴金屬納米顆粒陣列原位生長(zhǎng)或預(yù)先構(gòu)筑于微流控微米通道中，有序排列的納米間隙不僅提供了高密度的“熱點(diǎn)”，而且顯著改善了散射信號(hào)的均勻性。雖然固態(tài)基底芯片具有較大的比表面積，能吸附更多的待測(cè)組分，提高SERS基底的檢測(cè)靈敏性，但通道中用以提供活性位點(diǎn)的表面化學(xué)修飾常帶來(lái)額外的散射干擾，使得SERS圖譜會(huì)出現(xiàn)難以判斷的雜質(zhì)峰。目前，微流控芯片作為高活性SERS基底仍存在一些缺陷與不足，如何結(jié)合并發(fā)揮微流控SERS基底的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)高效的一體化原位反應(yīng)檢測(cè)，仍然需要進(jìn)一步的探索與努力。

3 總結(jié)與展望

基于SERS基底的高效、靈敏的拉曼檢測(cè)，SERS技術(shù)已成為分析領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。如今，隨著納米科學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展，滿足不同需求的高靈敏SERS復(fù)合基底不斷涌現(xiàn)，在痕量分析和單分子檢測(cè)方面發(fā)揮重要的作用。目前，面臨最大的挑戰(zhàn)是探尋一種可重復(fù)、均一、增強(qiáng)活性極佳的活性基底。相信隨著理論研究的不斷深入和實(shí)驗(yàn)方法的完善，理想SERS基底結(jié)合SERS技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)在復(fù)雜環(huán)境中有機(jī)物的高效、定量檢測(cè)。