陳 霜,李 丹,于海燕,陳 臣,陳 彬,田懷香
(上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)香料香精技術(shù)與工程學(xué)院,上海 201418)
發(fā)展中國家的人們生活水平的提高以及他們對健康的追求導(dǎo)致了全球牛奶消費量的快速增長,與此同時,牛奶的質(zhì)量和安全也越來越受到消費者和生產(chǎn)者的關(guān)注。在生鮮乳諸多安全質(zhì)量問題中,摻假對消費者的身心健康有巨大傷害,對行業(yè)發(fā)展的影響最為惡劣??偟貋碚f生鮮乳中常見的摻假物質(zhì)包括三聚氰胺、尿素和雙氰胺等,這些物質(zhì)常被用來人為地提高牛奶加水稀釋后的含氮量;甲醛、過氧化氫、苯甲酸、重鉻酸和水楊酸等物質(zhì)被用來延長產(chǎn)品的保質(zhì)期[1?3]。此外,牛奶中化學(xué)殘留物質(zhì)還包括磺基吡啶、四環(huán)素、青霉素G 以及福美雙和雙酚A[4?7]等。
在過去的十年里,已經(jīng)提出了多種分析方法,用于快速篩查或選擇性地確定牛奶的質(zhì)量。液相色譜、氣相色譜與質(zhì)譜聯(lián)用用于高選擇性的測定[8],近紅外、中紅外、紫外-可見光譜和同步熒光光譜法在內(nèi)的光譜技術(shù)也已被用于檢測牛奶的質(zhì)量,這些方法所涉及的樣品前處理較復(fù)雜、成本高、耗時長,無法滿足現(xiàn)場樣品高通量的快速篩查要求[8?9]。
Fleischmann、Van Duyne 和Creighton 三個研究組在十九世紀(jì)七十年代中后期率先發(fā)現(xiàn)吡啶分子吸附在粗糙的銀電極表面時,可以使拉曼散射光譜的強度得到很大地增強,他們確認(rèn)了粗糙金屬表面上出現(xiàn)的拉曼信號明顯增強的現(xiàn)象,并不是因為增加了吸附分子的量而引起增強的,而是由于拉曼散射效率本身的極大提高,現(xiàn)在稱之為表面增強拉曼光譜(Surface Enhanced Raman Spectroscopy)效應(yīng),簡稱SERS[10?12]。SERS 技術(shù)在檢測過程中只需將制備好的基底材料與待測樣品混合進行拉曼信號采集,因其不需要長時間的樣品預(yù)處理、可實現(xiàn)快速痕量無損檢測、不受樣品中水的干擾以及設(shè)備便攜等優(yōu)點而成為一種新型的快速檢測技術(shù)[13]。在web of science中以“SERS”和“milk”為關(guān)鍵詞檢索,2010~2019 年SERS 技術(shù)應(yīng)用于牛奶檢測的出版物數(shù)量呈快速增長趨勢(如圖1 所示),這表明了SERS 技術(shù)在全球乳制品檢測中的重要性。因此,本文對納米SERS 基底進行了全面的綜述,為SERS 技術(shù)在牛奶快速檢測領(lǐng)域的研究提供參考。
圖1 近十年SERS 應(yīng)用于牛奶檢測的出版物數(shù)量Fig.1 Number of publications on SERS detection of milk in the past decades
粘菌素和青霉素是兩種高效抗菌劑,被廣泛用于預(yù)防和治療奶牛乳房炎,這些抗生素會少量殘留于患病奶牛所生產(chǎn)的牛奶中,并通過食物鏈進入人體,可導(dǎo)致嚴(yán)重的過敏反應(yīng)和細(xì)菌耐藥性。因此,監(jiān)控牛奶中殘留的抗生素,對保障食品安全具有重要意義。SERS 技術(shù)能否高效地檢測出低含量的抗菌劑殘留,關(guān)鍵是制備出優(yōu)異的SERS 活性基底,既要有很高的靈敏度,又要有良好的穩(wěn)定性和重復(fù)性。
閆磊等[14]建立了一種檢測牛奶中的粘菌素的競爭性免疫分析系統(tǒng),該系統(tǒng)由5,5-二硫雙-2-硝基苯甲酸(DTNB)標(biāo)記的AuNPs 與抗粘菌素單克隆抗體(mAb)結(jié)合成SERS 探針,當(dāng)樣本中粘菌素濃度越高時,越少的捕獲抗原會與SERS 納米探針結(jié)合,SERS 信號從而降低。該體系的檢出限為0.10 μg/mL,回收率為88.1%~112.7%。因此,這種基于SERS的競爭性免疫傳感系統(tǒng)在牛奶中粘菌素的快速監(jiān)測中具有廣闊的應(yīng)用前景。
Chen 等[15]實現(xiàn)了以Ag NPs 為基底材料,對實際牛奶樣品中的青霉素G 殘留的檢測,檢出限為2.54×10?9mol/L(相當(dāng)于0.85 μg/kg),低于歐盟標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定可檢出的最大濃度(4 μg/kg)。該方法有望在食品安全領(lǐng)域為動物源食品中β-內(nèi)酰胺類抗生素殘留的檢測提供參考。李海閩等[16]以銀溶膠為SERS 活性基底,建立了牛奶中阿莫西林含量的SERS 檢測方法。在最佳檢測條件下,阿莫西林標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度與1055 cm?1處拉曼特征峰的SERS 信號強度在1~1000 μg/mL 范圍內(nèi)有良好的線性關(guān)系,方法的檢出限可達到1 μg/mL,回收率為84.51%~93.62%,相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)為5.16%。
Moreno 等[17]用多壁碳納米管(MWCNTs)包裹金納米粒子(AuNPs)制備了MWCNTs-AuNPs 基底,實現(xiàn)了牛奶樣品中磺基吡啶的定性和定量,LOQ為8.8 ng/ mL,增強因子為4394 倍。提出的基底制備簡單、可重復(fù)使用,樣品不需要任何預(yù)濃縮步驟,只需一臺便攜式拉曼光譜儀即可,但這種基底不能廣泛用于其他物質(zhì)的檢測而有一定的局限性。Li 等[18]報道了一種以磁鐵礦膠體納米晶簇-聚甲基丙烯酸(MCNCs-PMAA)的磁性納米球(MNs)與適配體結(jié)合作為捕捉探針,以Au/PATP/SiO2(APS)與核酸適配體cDNA 結(jié)合為信號探針的SERS 傳感器,實現(xiàn)了牛奶中四環(huán)素的快速檢測。該適配傳感器具有良好的檢測性能,LOD 為0.001 ng/mL,靈敏度高,對一般共存干擾具有良好的選擇性(表1)。
表1 檢測牛奶中殘留化學(xué)物質(zhì)的SERS 基底Table 1 SERS substrates for detection of residual chemicals in milk
紙質(zhì)SERS 基底的制備為拉曼光譜在食品安全領(lǐng)域的快速檢測提供了新的解決方案,紙質(zhì)增強基底拉曼光譜法可成功實現(xiàn)牛奶中的抗生素、微生物的檢測。Marques 等[19]采用一步熱蒸發(fā)在紙基材料上鍍一層AgNPs 做SERS 增強基底,檢測時將兩微升摻有四環(huán)素的牛奶滴在這個納米等離子體平臺上并干燥,檢測限低至0.1 ppm。研究表明,這種紙基平臺非常穩(wěn)定,保質(zhì)期可達幾個月,可一步定性和定量牛奶中的四環(huán)素,而不需要任何樣品的預(yù)處理,是潛在的現(xiàn)場監(jiān)測四環(huán)素和其他抗生素殘留的有效工具。
上海師范大學(xué)資源化學(xué)教育部重點實驗室[20]采用兩步法制備了可重復(fù)的三維ZnO/Ag@Au 襯底(如圖2 所示),建立了一種靈敏度高的檢測抗生素的方法。靶樣品與ZnO/Ag@Au 復(fù)合材料巨大的表面積之間的強相互作用促進電荷轉(zhuǎn)移,從而產(chǎn)生了良好的化學(xué)增強效應(yīng),該方法用于牛奶中抗生素磺基吡啶的測定,檢出限可達1×10?9mol/L。
圖2 三維復(fù)合材料ZnO/Ag@Au 制備原理及其在牛奶中磺基吡啶的測定Fig.2 Schematic diagram for the fabrication of 3D hornlike ZnO/Ag@Au composite materials and their SERS application of determination of sulfapyridine in milk
三聚氰胺是一種價格低廉、含氮量高的水溶性化合物,在化學(xué)工業(yè)中廣泛用于合成三聚氰胺樹脂。然而,三聚氰胺有時被非法添加到乳制品中冒充蛋白質(zhì)含量。雖然三聚氰胺本身毒性很低,但攝入超過安全限量的三聚氰胺會導(dǎo)致急性腎功能衰竭、膀胱癌,甚至死亡。
金屬溶膠基底是一種制備簡單、增強效果明顯且應(yīng)用比較廣泛的SERS 基底。馮彥婷等[21]以金屬鈦板作為SERS 襯底材料,采用50 nm 銀納米顆粒作為基底,通過便攜式拉曼光譜儀采集樣品的SERS信號。在質(zhì)量濃度0.2~10 mg/L的范圍內(nèi),SERS 強度隨著牛奶中三聚氰胺濃度的增大而增強,線性相關(guān)系數(shù)R2=0.998,檢測限為0.08 mg/L。Kaleem 等[22]報道了用納米金球包埋整體偶聯(lián)物(GNS@GEMS)快速檢測牛奶中微量三聚氰胺的方法(如圖3 所示),檢測限為0.11 mg/L,定量限為0.38 mg/L,檢測三聚氰胺的時間為10 min。Xu 等[23]利用銀離子導(dǎo)體RbAg4I5薄膜,在外加電流強度分別為1 μA 和7 μA的條件下,采用真空熱蒸發(fā)法制備了高表面粗糙度銀納米片作為SERS 底物,將其用于液態(tài)奶中三聚氰胺的檢測。在任何情況下只需醋酸預(yù)處理即可檢測出液態(tài)奶中三聚氰胺,最低檢測濃度為10?9mol/L。
圖3 納米金球包埋整體偶聯(lián)物(GNS@GEMS)的制備圖Fig.3 Preparation of nano-gold spheres embedded integral conjugate (GNS@GEMS)
三維SERS 襯底具有良好的SERS 性能,是當(dāng)前 SERS 基底研究的熱點和難點。三維結(jié)構(gòu)具有特殊光學(xué)性質(zhì)和大的比表面積。特殊的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)有利于分子吸附,此外還促進了有效光散射的次數(shù)。在肖海波等[24]的研究中,利用包覆Au NPs的納米纖維素(NFC)實現(xiàn)了三維柔性SERS 基底的簡易合成。將合成的SERS 底物用于液態(tài)奶中三聚氰胺的檢測,能夠定量測定牛奶中的三聚氰胺,并獲得了滿意的檢測限(1 ppm)和回收率,檢測過程可在15 min內(nèi)完成。NFC/AuNP 底物具有較好的均勻性,可以用于食品安全的SERS 分析,但仍需要進一步研究不同類型的材料性能,提高基底和SERS 方法的靈敏度。Li 等[25]采用一種簡單、低成本的方法制備了三維AgNPs@MoS2/聚甲基丙烯酸甲酯錐形等離子體結(jié)構(gòu)SERS 基底。該襯底的EF 達到了5.89×109,檢出限為10?6mol/L。Zhao 等[26]也制備了一種MoS2/AuNPs-AgNPs/PMMA 三維錐體基底(如圖4 所示),用于檢測液態(tài)奶中的三聚氰胺分子,檢出限可達10?9mol/L。他們制備的底物具有良好的痕量分子檢測能力,為進一步的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ),顯示了其在原位檢測方面的巨大潛力。
圖4 合成MoS2/AuNPs-AgNPs/P-PMMA SERS 襯底的工藝示意圖Fig.4 Schematic illustration of the process for the synthesis of flexible MoS2/AuNPs-AgNPs/P-PMMA SERS substrates
李俊梅等[27]研究了在MoS2膜上原位合成AuNPs-AgNPs 納米顆粒,制備了一種基于異質(zhì)交叉分布的金屬結(jié)構(gòu)與MoS2雜化的三維金字塔SERS活性襯底。用AuNPs-AgNPs/MoS2/P-Si 雜化SERS襯底檢測液態(tài)奶中三聚氰胺的LOD 值為10?11mol/L,該襯底具有良好的均勻性和重現(xiàn)性,展現(xiàn)了最佳的表面增強拉曼散射性能。研究結(jié)果證實,基于雙金屬核殼納米顆粒的SERS 襯底具有快速、同時檢測牛奶等復(fù)雜食品基質(zhì)中其他有害化學(xué)物質(zhì)殘留的潛力。
除了金屬的SERS 增強效應(yīng)明顯外,半導(dǎo)體材料在增強SERS 信號方面也很有應(yīng)用價值[28?30]。Lu 等[31]以不銹鋼纖維為固相載體,用水熱法在其表面合成ZnO 納米棒,再通過離子濺射將 Au NPs 修飾到ZnO 納米棒上,形成 Au-ZnO 納米棒復(fù)合基底,增強因子為5.3×105。西安交通大學(xué)的Huang 等[32]報道了一種獨特的基于AgNPs 修飾的ZnO/Si 異質(zhì)結(jié)構(gòu)納米陣列的SERS 檢測三維納米結(jié)構(gòu)。將所制備的底物用于羅丹明6G(R6G)的檢測,檢測下限為10?16mol/L,增強因子高達8.7×107,三聚氰胺的檢測限低于10?9mol/L。在Wang 等[33]的研究中,采用多步連續(xù)沉積法將夾有3 nm SiO2層的三維的AuNPs 組裝到TiO2Ns 上,由于形成了超細(xì)等離子體帶隙和半導(dǎo)體/金屬界面,從而形成了大量的熱點,三聚氰胺的檢出限為0.9 mg/L(表2)。
表2 檢測牛奶中三聚氰胺的SERS 基底Table 2 Conventional SERS substrates for detection of melamine in milk
這些研究表明基于半導(dǎo)體材料ZnO、Si、TiO2和重金屬的三維納米基底SERS 方法的靈敏度高、檢測能力強,在食品安全和生物醫(yī)學(xué)分析中具有廣闊的應(yīng)用前景。
近年來,由于大多數(shù)SERS 基底制備工藝非常復(fù)雜,基片本身缺乏靈活性、生態(tài)友好性和經(jīng)濟性[38?39],使SERS的發(fā)展受到了限制。因此,開發(fā)可以克服上述缺點的新型SERS 基底在食品安全和環(huán)境應(yīng)用中的分析檢測已經(jīng)十分必要[40?41]。
SERS 基底的性能取決于SERS 活性襯底的材料和納米結(jié)構(gòu)的選擇,與硅片和金屬膜等光滑的表面載體相比,紙張中的天然褶皺和纖維結(jié)構(gòu)有利于金屬納米顆粒的均勻分布和SERS 熱點的形成[42?43]。最近,基于纖維素的紙質(zhì)襯底因其獨特的一系列優(yōu)點(例如,100%可回收、柔性和低成本)而被開發(fā)用于多種光譜檢測。紙質(zhì)增強基底可應(yīng)用于牛奶基質(zhì)中痕量三聚氰胺的分析,Mekonnen 等[44]將Ag@SiO2納米立方體負(fù)載到小型化濾紙上,建立了一種簡單、廉價、靈敏的紙雜化等離子體SERS 基底,檢測限0.17 mg/L。與剛性襯底相比,這種改進的顆粒間距和均勻性使得SERS 活性更高、更可靠,并且能夠以較低的成本和較短的時間檢測牛奶中的三聚氰胺。
濾紙的親水性促進了金屬納米材料的均勻分布,同時也可能使樣品溶液容易吸收到紙中并隨機擴散到大片區(qū)域[41,45],導(dǎo)致紙基基底的SERS 信號變?nèi)?,靈敏度和重現(xiàn)性變差。于是,研究者們受自然界中的荷葉的啟發(fā),開發(fā)出了超疏水表面基底[46?47],并將其成功地應(yīng)用于SERS 技術(shù)中。Wu 等[48]以涂蠟的硅片作為疏水表面,使水相中AuNPs 與目標(biāo)分析物的混合體(AuNPs-Analyte)聚集和濃縮。干燥后,在基底上的AuNPs-Analyte 層上滴鑄另一層AuNPs,從而引入更多的熱點進一步增強拉曼信號,形成AuNPs-Analyte/AuNPs 雙層結(jié)構(gòu)。該傳感器對牛奶中三聚氰胺的檢測表現(xiàn)出較高的重現(xiàn)性、靈敏度和回收率,檢測限在亞納摩爾濃度水平,說明該SERS傳感平臺在食品安全檢測具有良好的應(yīng)用前景。Han 等[49]先用十六烯基丁二酸酐對纖維素紙進行改性,以生成能夠濃縮三聚氰胺(和其他疏水分析物)的疏水頂層,從而防止含水的樣品在紙張上擴散。隨后將AgNPs 載入到疏水紙張上,以形成大規(guī)模的SERS 傳感陣列。將該陣列應(yīng)用于牛奶中三聚氰胺的檢測,檢出限為0.27 mg/L。Zhang 等[50]采用類似的方法,使AgNPs 吸附在NaCl 處理過的普通實驗室濾紙上,再用疏水劑處理紙基表面,制備了一種接觸角接近150°的疏水性紙基SERS 基底(如圖5 所示)。首次實現(xiàn)了直接液滴SERS 檢測牛奶中的三聚氰胺,檢測限可達0.65 ppm。這兩種方法制備的基底都綜合了易于生產(chǎn)、重現(xiàn)性好和靈敏度高的優(yōu)點,是理想的表面增強拉曼光譜檢測基底。
圖5 疏水性紙基SERS 平臺制作與分析過程示意圖Fig.5 Schematic illustration of the fabrication and analysis process for hydrophobic paper-based SERS platform
目前SERS 襯底的制備方法(如電化學(xué)粗糙電極、基于光刻的微細(xì)加工襯底、膠體自組裝等)往往復(fù)雜且耗時。印刷、噴霧等方法是實現(xiàn)大規(guī)模有序功能圖案或陣列的高通量、簡便性和高性價比的有力候選者。這是一種根據(jù)需要將制備好的等離子體納米墨水(如銀納米球、金納米球、金納米棒等)通過打印機、鋼筆、畫刷、噴霧瓶等手段將墨水噴在紙上或柔性襯底上的方法。Wu 等[51]通過在塑料PET(聚對苯二甲酸乙二醇酯)基板上絲網(wǎng)印刷AgNPs 制備了低成本、高靈敏度性和可重復(fù)的SERS 基板。利用印刷后的銀基底作為SERS 平臺,無需預(yù)處理,即可在鮮奶中檢測出三聚氰胺,這將加速牛奶摻假快速在線檢測的應(yīng)用。他們的絲網(wǎng)印刷方法突出了大規(guī)模印刷的優(yōu)勢,用于制造功能明確的納米結(jié)構(gòu),其應(yīng)用遠遠超出SERS 傳感領(lǐng)域。Creedon 等[52]報道了一種透明SERS 襯底的制備,該襯底是用鋁片和玻璃載體做模板,在熱塑性聚偏氟乙烯聚合物表面制備納米結(jié)構(gòu),得到柔性透明的聚合物基體,然后在其上沉積一層銀(30 nm)。該傳感器具有快速、定量和高靈敏度的特點,例如采用滴干法檢測牛奶中三聚氰胺,總分析時間小于10 min,實驗測得檢出限為0.1 ppm。作者還將此方法與質(zhì)譜進行了對比實驗,結(jié)果表明,其檢測限接近質(zhì)譜方法的檢測限,而又不用復(fù)雜的預(yù)處理過程,因此這些底物提供了現(xiàn)場快速檢測樣品的可能性。柔性基底快速檢測牛奶中三聚氰胺的應(yīng)用見(表3)。
表3 檢測牛奶中三聚氰胺的柔性SERS 基底Table 3 Novel flexible SERS substrates for detection of melamine in milk
然而,由于這些柔性SERS 基底的標(biāo)準(zhǔn)還沒有被系統(tǒng)的研究和報道,要實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)仍然是困難和復(fù)雜的。只有基底的標(biāo)準(zhǔn)、重復(fù)性被很好的確認(rèn),這些平臺才能從實驗室發(fā)展到真正的產(chǎn)品。
雙金屬核殼納米顆粒(Au@AgNPs)是最近提出的拉曼增強基底之一,因為它們同時具有AuNPs 和AgNPs的增強效果,并且制備簡單、穩(wěn)定性高和光學(xué)性能優(yōu)異。Hussain 等[55]用120 μL 半胱胺鹽酸鹽(0.1 nM)成功地接枝了直徑為28 nm的金核、殼厚為5 nm的銀殼,制備了一種半胱胺功能化核殼納米顆粒(Au@Ag-CysNPs)。用所建立的方法檢測液態(tài)奶樣品中的硫氰酸鈉和苯甲酸防腐劑殘留,LOD 為0.03 mg/L 和 9.8 mg/L,LOQ 為 0.039 mg/L 和10.2 mg/L。作者在另一項研究中還制備了金核直徑為28 nm,銀殼厚度為8 nm的 Au@AgNPs 納米顆粒,同時快速檢測標(biāo)準(zhǔn)溶液和液態(tài)奶樣品中的福美雙(殺蟲劑)和雙氰胺,LOD 分別為0.21 ppm 和14.88 ppm,LOQ 分別為0.24 ppm 和15.1 ppm。調(diào)節(jié)pH,然后離心是這兩項研究中唯一的樣品預(yù)處理步驟[28]。宋移歡等[56]以納米膠體金為SERS 基底建立牛乳中樂果、西維因、甲拌磷、倍硫磷4 種農(nóng)藥殘留的快速檢測方法,單個樣品在5 min 內(nèi)即可完成檢測,4 種農(nóng)藥在0.1~10 μg/m L的質(zhì)量濃度范圍內(nèi),與相應(yīng)的特征峰強度呈良好的線性關(guān)系,樣品加標(biāo)平均回收率為72.7%~108.1%,相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.0%~13.3%。方法簡便快速、準(zhǔn)確度好、結(jié)果可靠,適用于牛乳樣品中農(nóng)藥殘留的初步篩查和鑒定。
Ilhan 等[57]建立了一種基于SERS的大腸桿菌快速檢測和鑒定方法,即紙基側(cè)向流動免疫分析(LFIA)系統(tǒng),實現(xiàn)了從牛奶樣品中磁富集細(xì)菌與快速SERS 檢測的結(jié)合,LOD=0.52 cfu/mL,LOQ=1.57 cfu/mL。建立的方法可用于大腸桿菌的快速、可靠、靈敏和選擇性的檢測,總分析時間小于60 min,由于其在臨床診斷、食品工業(yè)或法醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用潛力,引起了廣泛關(guān)注。
SERS 技術(shù)作為一種新興的快速檢測方法,因可以提供物質(zhì)的指紋圖譜和操作簡單、對樣品檢測無損且不受水干擾、高靈敏度等優(yōu)點,在牛奶中雜質(zhì)的檢測中有著巨大的應(yīng)用潛力。所報道的SERS 基底在牛奶檢測的應(yīng)用中,所檢測的物質(zhì)以三聚氰胺、抗生素、農(nóng)藥為主,而甲醛、過氧化氫、重鉻酸和水楊酸等摻假物質(zhì)還未見報道,但這些物質(zhì)如果被添加到牛奶中也會對牛奶消費者的健康帶來威脅,因此應(yīng)當(dāng)將SERS 技術(shù)的研究更加廣泛的引入牛奶中其他類型摻假物和有害物質(zhì)的檢測中。
從現(xiàn)有的文獻報道可知SERS 技術(shù)的研究現(xiàn)狀為:SERS 基底的重現(xiàn)性和穩(wěn)定性比較差,利用SERS 技術(shù)進行食品現(xiàn)場快速檢測的推廣較難大范圍進行,目前研究比較多的SERS 基底材料是貴金屬或貴金屬和其它材料的復(fù)合物,這些材料成本較高,導(dǎo)致貴金屬基底的應(yīng)用受到一些局限;柔性紙基和疏水性SERS 基底是表面增強拉曼光譜研究的一個新熱點,但這種基底的研究還處于實驗室階段,并且較常規(guī)基底所實現(xiàn)的檢測限來說新型基底的檢測限高,因此新型基底需要突破檢測不靈敏度、難以實際應(yīng)用的問題。綜上所述,牛奶檢測的SERS 基底的研究趨勢主要有三個方面:首先是對SERS 基底材料成本較高問題,可開發(fā)更多的磁性、半導(dǎo)體材料的增強基底,將新型材料制備的基底推廣到更多物質(zhì)的快速檢測中;其次是針對SERS 基底穩(wěn)定性差的問題,可開發(fā)一種具有穩(wěn)定基質(zhì)(如聚合物、介孔二氧化硅、過渡金屬材料)的材料以保護納米顆粒的活性,提高基底的穩(wěn)定性;最后,對于紙基和疏水性SERS 基底靈敏度低的問題,研究者們可將紙基SERS 基底中所用到的材料紙進行改性或用高分子材料代替;相信隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,SERS 技術(shù)一定能實現(xiàn)高效、便捷、靈敏地檢測待測樣品。