Nature | 上海交通大学叶坚团队通过拉曼光谱实现超低浓度目标分子定量检测

引言

从检测致癌诱变剂和早期疾病标志物到环境污染物和生物恐怖制剂，在复杂混合物中以极低浓度对各种分子进行定量检测一直是科学和工程许多领域的主要目标。此外，无需外部标记或修改就能检测这些分析物的技术是非常有价值的，而且常常是首选。在这方面，表面增强拉曼光谱可以仅根据其固有的和独特的振动特征来检测复杂混合物中的分子种类。然而，由于在低分析物浓度下不可控的信号异质性和较差的再现性，表面增强拉曼光谱的发展迄今为止一直具有挑战性。

2024年4月17日，上海交通大学叶坚团队（毕心缘为第一作者）在nature在线发表题为“digital colloid-enhanced raman spectroscopy by single-molecule counting”的研究论文，该研究针对表面增强拉曼光谱领域内定量的挑战，系统阐述了基于数字胶体增强拉曼光谱（digital colloid-enhanced raman spectroscopy, dcers）的定量技术。基于单分子计数，dcers成功实现了超低浓度目标分子的可靠定量检测，为表面增强拉曼光谱技术的普遍应用奠定了重要基础。

具体来说，该研究使用数字(纳米)胶体增强拉曼光谱，可以通过单分子计数常规地在非常低浓度下实现广泛目标分子的可重复量化，仅受测量过程的泊松噪声的限制。由于金属胶体纳米粒子可以增强这些振动特征，包括羟胺还原银胶体，可以在常规条件下大规模制造，可以预见数字(纳米)胶体增强拉曼光谱将成为可靠和超灵敏检测各种分析物的首选技术，包括对人类健康非常重要的分析物。