近日，我校電子工程與智能化學院2018級聯合培養研究生王博天在光學二區TOP期刊Optics Express（影響因子3.708）上發表了題為“Highly sensitive SERS detection in a non-volatile liquid-phase system with nanocluster-patterned optical fiber SERS probes”的研究論文，我校劉晔教授、周飛副教授為該論文的共同一作和通訊作者。

表面增強拉曼散射(SERS)光譜利用貴金屬納米顆粒的微納光學增強效應，極大提高拉曼光譜的檢測靈敏度，具有指紋光譜特征、靈敏度高、樣品預處理簡單、檢測時間短等優點，在食品安全、環境檢測、生物醫學、材料科學等領域具有重要應用。然而，當前SERS光譜技術難以直接實現非揮發性液相體系（如食用油、生物細胞等）的高靈敏、快速、原位檢測。

 

圖一、激光誘導蒸發自組裝法制備的光纖SERS探針及檢測靈敏度

本工作以食用油中為例，提出一種基于高靈敏光纖SERS探針的非揮發性液相體系的快速、高靈敏檢測新方案。團隊利用具有自主知識産權的激光誘導蒸發自組裝法，在光纖端面成功制備出金納米棒團簇結構（圖一），極大提高SERS檢測靈敏度，其對R6G的檢測靈敏度達到10^-10 M。利用該類SERS探針，實現非揮發性液相體系——食用油中非法添加劑蘇丹紅和農藥殘留福美雙的快速、高靈敏度檢測，其對蘇丹紅和福美雙的檢測限（LOD）分别為2.4 × 10⁻⁶ mol/L和3.6 × 10⁻⁷ mol/L；且拉曼峰強與待測物濃度間存在良好的雙對數線性關系（圖二）。進一步地，回收率實驗也證實了該基于光纖SERS探針的油相原位檢測方法具有良好的定量檢測能力。本工作為非揮發性液相體系的高靈敏度SERS光譜檢測提供一種新方法，在食品安全、生物醫學等領域具有重要的應用前景。

 

圖二、食用油中蘇丹紅和福美雙的檢測靈敏度

以上工作得到國家自然科學基金面上項目、國家重點研發計劃項目子課題、廣東省自然科學基金面上項目、廣東省普通高校重點項目、東莞理工學院青年科研團隊等項目的資助。

（撰稿：初讓；初審：車夢瑤；複審：劉晔；終審：胡耀華）