目前，對很多應用來說，拉曼光譜已發展(zhan)成(cheng)為一種(zhong)強(qiang)大的(de)表征技術(shu)。但如果要(yao)使其(qi)在臨床分析(xi)中更有效，還需(xu)要(yao)做更多的(de)工(gong)作。

　　隨著激光(guang)的(de)(de)(de)發現，以及(ji)后續激光(guang)器和探(tan)測器技術的(de)(de)(de)進步，以前發展緩慢的(de)(de)(de)拉(la)曼光(guang)譜(pu)進入了一(yi)個高速的(de)(de)(de)發展階段(duan)。目前，已(yi)經證(zheng)明了拉(la)曼光(guang)譜(pu)在生物大分子分析方(fang)面的(de)(de)(de)應用價(jia)值，包括蛋(dan)白(bai)質(zhi)、DNA、活細胞、組織和微生物的(de)(de)(de)檢測和診斷。

　　然而，拉曼散射是一個很弱的過程，只有一百萬分之一的光子才會發生彈性散射現象。另外一個問題，自體熒光也阻礙了拉曼技術在生物學中的應用。幸運的是，70年代早期，一個新穎的現象被發現，分子接觸(或非常接近)貴金屬表面，如銀和金，拉曼散射信號就會增加了10¹¹倍(bei)，由此表面增強(qiang)拉(la)曼(man)散(san)射(she)(SERS)也就發(fa)展(zhan)起來(lai)了(le)。除了(le)散(san)射(she)增強(qiang)之外，SERS還可以有效(xiao)淬滅自(zi)體熒(ying)光。

　　盡管現在(zai)SERS在(zai)生物結構的分(fen)析方面已經有很多研究(jiu)，但(dan)在(zai)我看來，在(zai)科(ke)學研究(jiu)和(he)臨床應用(yong)之間還有一定的距離。此外，如果沒弄明白臨床應用(yong)的需求和(he)流程，這(zhe)種技(ji)術也(ye)不可能轉(zhuan)化為真正的應用(yong)。

　　例如(ru)，對(dui)于從(cong)一(yi)個(ge)生(sheng)物(wu)SERS實驗中收集的(de)數據(ju)，還有幾個(ge)問題(ti)需(xu)要(yao)仔(zi)細(xi)考慮(lv)，以得(de)到清晰的(de)解(jie)釋。首先，對(dui)于感興趣的(de)樣(yang)品(pin)的(de)SERS襯(chen)底類(lei)型需(xu)要(yao)仔(zi)細(xi)的(de)選擇。它應該(gai)是(shi)(shi)一(yi)個(ge)納米(mi)結(jie)構的(de)表面或膠體(ti)(ti)納米(mi)顆(ke)(ke)粒(li)，如(ru)金納米(mi)顆(ke)(ke)粒(li)(AuNP)或銀納米(mi)顆(ke)(ke)粒(li)(AgNP)。如(ru)果樣(yang)品(pin)是(shi)(shi)活細(xi)胞，AuNPs或AgNPs是(shi)(shi)很(hen)好的(de)選擇。如(ru)果樣(yang)品(pin)是(shi)(shi)微生(sheng)物(wu)，表面或膠體(ti)(ti)納米(mi)顆(ke)(ke)粒(li)襯(chen)底是(shi)(shi)最好的(de)。

　　選擇最合適的襯底之后，再現性和適用性的測試也是很重要的。評估獲得的光譜信息時應該考慮官能團和貴金屬表面的選擇性相互作用，如SH、NH₂，因為這些交互(hu)作用定義了(le)環(huan)境。

　　十年來,我們(men)對這項技術(shu)是否可以應用到臨(lin)床決策中進行了評估。我們(men)利用實驗(yan)室中發展起來的樣(yang)品(pin)制備(bei)方法和(he)檢測技術(shu)分析了活細胞和(he)死細胞、組織和(he)微(wei)生物樣(yang)本。我們(men)認為還(huan)有很多工作需要去做來探索該技術(shu)的潛力，因為生物樣(yang)品(pin)不(bu)僅非常復雜,而且不(bu)同樣(yang)本之(zhi)間也(ye)存在產異(yi)性。

　　臨床中(zhong)，快(kuai)速識(shi)別(bie)(bie)傳染性微生(sheng)物在疾病干預(yu)方面至(zhi)關重要。雖然有許多研究(jiu)證明了(le)利用SERS可以快(kuai)速識(shi)別(bie)(bie)微生(sheng)物,但是從臨床樣(yang)本中(zhong)識(shi)別(bie)(bie)它們的能力尚不清楚。

　　生物樣品的復雜性,如血液和尿液,是減少了解樣品狀態所需時間的一個主要的障礙。例如,尿液樣本中可能有許多化學物質,包括尿素和肌酸酐、溶解的離子、白色和紅色的血細胞、蛋白質連同傳染性病原體。如果沒有完全的清洗或分離，這些成分可能會干擾或阻礙SERS的檢測，同時也勢必增加分析時間。當然，其中還有幾個問題需要解決以確定尿樣的感染狀況。第一個問題很簡單：樣品是否感染? 1毫升尿樣中細菌的數量決定了答案，尿液樣本包含細菌數大于10⁵cfu /ml被認為感染。然后,我們必須問哪種病原體存在?然后再問是(shi)否(fou)有一(yi)個(ge)SERS可以識別的標識物來顯示(shi)尿液是(shi)否(fou)感染?這(zhe)(zhe)項技術是(shi)否(fou)可以用(yong)于細菌樣本的定量(liang)分析？這(zhe)(zhe)項技術能(neng)識別病原體嗎?

　　我們(men)已經知道(dao), SERS可(ke)以識別細菌(jun),但從(cong)復雜樣品中識別細菌(jun)仍需進一步的(de)努力以加快(kuai)這一進程。在我看來，對于(yu)以上的(de)部(bu)分問(wen)題得到積極(ji)的(de)答案并不是很遠的(de)事情，而且也將(jiang)縮短SERS進入(ru)提(ti)高臨床(chuang)決策這個(ge)位置所(suo)需的(de)時間。

　　作者：Mustafa Culha

　　Mustafa Culha的(de)(de)(de)(de)實(shi)(shi)驗室(shi)在(zai)葉(xie)迪特佩大學遺(yi)傳和生物工程系，該實(shi)(shi)驗室(shi)持續(xu)進行(xing)光(guang)譜技(ji)術的(de)(de)(de)(de)實(shi)(shi)用(yong)(yong)研究(jiu),如表(biao)面(mian)增強拉曼散射(she)(SERS)揭示活細(xi)胞(bao)、死細(xi)胞(bao)相互作用(yong)(yong)，發展用(yong)(yong)于醫學和生物醫學的(de)(de)(de)(de)新(xin)穎的(de)(de)(de)(de)檢測和診斷(duan)工具。他在(zai)同(tong)行(xing)評議的(de)(de)(de)(de)國際期刊和幾(ji)本書的(de)(de)(de)(de)章節中(zhong)撰寫(xie)了70多(duo)篇論文(wen)，擁有若(ruo)干(gan)生物分析(xi)化學和納(na)(na)米技(ji)術方面(mian)的(de)(de)(de)(de)專利(li)。他是Nanotechnology雜志的(de)(de)(de)(de)SERS研究(jiu)和Nanoparticle Research納(na)(na)米生物的(de)(de)(de)(de)特刊編(bian)輯，同(tong)時他也(ye)是應(ying)用(yong)(yong)光(guang)譜學編(bian)委員會的(de)(de)(de)(de)成員。