日前，中科院海洋研究所和中科院物理研究所合作，制備出類似七星瓢蟲斑點樣的銀納米顆粒的表面增強拉曼散射（SERS）基底，具有良好的靈敏度和耐壓性，為未來深海原位檢測低濃度微生物代謝產物提供了新手段。研究成果近日在線發表于《表面與界面》。

SERS基底的掃描電子顯微鏡圖像（表面銀納米顆粒分布形似七星瓢蟲背部圖案）

由于深海環境極端復雜，深海原位探測一直面臨巨大挑戰。研究組在之前的工作中，利用自主研發的深海拉曼探針系統，成功實現了各項原位檢測。然而針對深海原位大分子的相關檢測手段仍然缺乏，尤其是在深海極端環境下生存的各種微生物的相關代謝產物和中間體的檢測手段。與此同時，國際上也無深海微生物細胞外代謝產物原位檢測方法。而傳統的檢測方法，如測色法、液相色譜-質譜和核磁共振等，不能同時檢測多組分。因此，深海細胞外代謝產物的原位探測十分困難。

SERS主要來源于貴金屬（銀、金）納米顆粒附近局部電磁場的增強，因此，它具有超靈敏、快速檢測微量分子的能力，檢測限可以達到納摩爾甚至皮摩爾級。然而，目前廣泛應用的SERS基底大部分是液態溶膠材料，固態SERS基底也有易氧化、高壓易脫落的缺點，在深海原位探測中無法應用。

鑒于此，研究團隊利用高溫退火工藝對鍍銀膜的石英進行熱處理，成功制備出類似七星瓢蟲斑點樣的銀納米顆粒SERS基底材料，表現出良好的晶體取向，在11 MPa下實現10?? M 磷酸乙醇胺的檢測。其研發的SERS基底材料具有強抗氧化性，可耐受深海高壓環境，保障了2022年南海冷泉生態系統原位探測航次的成功，在滿足深海原位探測需求的同時，也適用于極端工業環境的檢測。

SERS基底的制備工藝示意圖（a）和SERS增強機制（b）

論文信息：

https://doi.org/10.1016/j.surfin.2022.102440

審核編輯 ：李倩