Nature | 上海交通大學葉堅團隊通過拉曼光譜實現超低濃度目標分子定量檢測

引言

從檢測致癌誘變劑和早期疾病標誌物到環境污染物和生物恐怖製劑，在複雜混合物中以極低濃度對各種分子進行定量檢測一直是科學和工程許多領域的主要目標。此外，無需外部標記或修改就能檢測這些分析物的技術是非常有價值的，而且常常是首選。在這方面，表面增強拉曼光譜可以僅根據其固有的和獨特的振動特徵來檢測複雜混合物中的分子種類。然而，由於在低分析物濃度下不可控的信號異質性和較差的再現性，表面增強拉曼光譜的發展迄今為止一直具有挑戰性。

2024年4月17日，上海交通大學葉堅團隊（畢心緣為第一作者）在nature在線發表題為「digital colloid-enhanced raman spectroscopy by single-molecule counting」的研究論文，該研究針對錶面增強拉曼光譜領域內定量的挑戰，系統闡述了基於數字膠體增強拉曼光譜（digital colloid-enhanced raman spectroscopy, dcers）的定量技術。基於單分子計數，dcers成功實現了超低濃度目標分子的可靠定量檢測，為表面增強拉曼光譜技術的普遍應用奠定了重要基礎。

具體來說，該研究使用數字(納米)膠體增強拉曼光譜，可以通過單分子計數常規地在非常低濃度下實現廣泛目標分子的可重複量化，僅受測量過程的泊松雜訊的限制。由於金屬膠體納米粒子可以增強這些振動特徵，包括羥胺還原銀膠體，可以在常規條件下大規模製造，可以預見數字(納米)膠體增強拉曼光譜將成為可靠和超靈敏檢測各種分析物的首選技術，包括對人類健康非常重要的分析物。