目前，對很多應用來說，拉曼光譜已發展成為一種強(qiang)大的表征技術。但如果要使其在臨床分析中更(geng)有(you)效(xiao)，還需要做(zuo)更(geng)多(duo)的工作。

　　隨著(zhu)激(ji)光(guang)的(de)(de)(de)發(fa)現(xian)，以及(ji)后續激(ji)光(guang)器和探測器技術的(de)(de)(de)進步，以前發(fa)展緩慢(man)的(de)(de)(de)拉曼(man)光(guang)譜(pu)(pu)進入了(le)一個高速(su)的(de)(de)(de)發(fa)展階段。目(mu)前，已(yi)經證明了(le)拉曼(man)光(guang)譜(pu)(pu)在生(sheng)物大分(fen)(fen)子分(fen)(fen)析方面的(de)(de)(de)應用價值，包(bao)括蛋白質、DNA、活細(xi)胞、組織(zhi)和微生(sheng)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，由此表面(mian)增強拉曼散射(she)(she)(SERS)也(ye)就發展起來了。除(chu)了散射(she)(she)增強之外，SERS還可以(yi)有效(xiao)淬滅自體熒光(guang)。

　　盡管現(xian)在(zai)SERS在(zai)生物結構的(de)(de)分析方面已經有很多(duo)研究(jiu)(jiu)，但在(zai)我看(kan)來，在(zai)科學研究(jiu)(jiu)和(he)臨床應(ying)用之間還有一定的(de)(de)距離。此外(wai)，如(ru)果沒弄(nong)明白臨床應(ying)用的(de)(de)需求和(he)流程，這種技術也(ye)不(bu)可能(neng)轉化為真正的(de)(de)應(ying)用。

　　例如(ru)(ru)(ru)，對于從一個生物(wu)(wu)SERS實驗中收集的(de)(de)數據(ju)，還有(you)幾個問題需(xu)(xu)要(yao)仔細(xi)考慮，以得到清晰的(de)(de)解(jie)釋。首先，對于感興趣的(de)(de)樣品的(de)(de)SERS襯底(di)類型需(xu)(xu)要(yao)仔細(xi)的(de)(de)選擇。它應該是(shi)(shi)一個納米(mi)(mi)結構的(de)(de)表面或(huo)(huo)膠體(ti)納米(mi)(mi)顆粒(li)(li)，如(ru)(ru)(ru)金納米(mi)(mi)顆粒(li)(li)(AuNP)或(huo)(huo)銀納米(mi)(mi)顆粒(li)(li)(AgNP)。如(ru)(ru)(ru)果樣品是(shi)(shi)活細(xi)胞，AuNPs或(huo)(huo)AgNPs是(shi)(shi)很好(hao)的(de)(de)選擇。如(ru)(ru)(ru)果樣品是(shi)(shi)微(wei)生物(wu)(wu)，表面或(huo)(huo)膠體(ti)納米(mi)(mi)顆粒(li)(li)襯底(di)是(shi)(shi)最好(hao)的(de)(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(wei)這(zhe)些交互作用定義了環境。

　　十年來,我們(men)對這(zhe)項技(ji)術是(shi)否可以(yi)應用(yong)到臨床決策中(zhong)進行了評(ping)估。我們(men)利用(yong)實驗(yan)室(shi)中(zhong)發展起來的(de)樣(yang)(yang)品制(zhi)備方法和檢測技(ji)術分(fen)析了活細(xi)(xi)胞和死細(xi)(xi)胞、組織和微生(sheng)物樣(yang)(yang)本。我們(men)認為還有很多工(gong)作(zuo)需要(yao)去做來探索該(gai)技(ji)術的(de)潛力，因為生(sheng)物樣(yang)(yang)品不僅非常(chang)復(fu)雜,而且不同樣(yang)(yang)本之間也存在產異性。

　　臨(lin)床中，快(kuai)速識(shi)別(bie)傳染(ran)性微生物在疾病干預方面至關重要(yao)。雖(sui)然有許多研究證明了利用(yong)SERS可(ke)以快(kuai)速識(shi)別(bie)微生物,但(dan)是從臨(lin)床樣本(ben)中識(shi)別(bie)它們的(de)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(ran)。然后,我們必須問哪(na)種病原體存在?然后再問是否(fou)有一(yi)個SERS可以識別的標識物來顯(xian)示尿液是否(fou)感染(ran)?這(zhe)(zhe)項技術是否(fou)可以用(yong)于(yu)細菌(jun)樣本(ben)的定量分析？這(zhe)(zhe)項技術能識別病原體嗎?

　　我們已(yi)經知道, SERS可以(yi)識別細菌,但(dan)從復雜樣品中(zhong)識別細菌仍需進(jin)一步的努力以(yi)加(jia)快(kuai)這一進(jin)程。在我看(kan)來，對于(yu)以(yi)上的部分問(wen)題(ti)得到積(ji)極的答案并不是很(hen)遠的事(shi)情，而且也將縮(suo)短SERS進(jin)入提高臨(lin)床決策這個位置(zhi)所需的時間。

　　作者：Mustafa Culha

　　Mustafa Culha的(de)(de)實驗室在葉迪特佩大學(xue)(xue)遺傳和(he)(he)(he)(he)生物工程系，該實驗室持續進行(xing)光譜技術的(de)(de)實用研究(jiu),如表面增(zeng)強拉曼(man)散射(SERS)揭示活細胞(bao)、死(si)細胞(bao)相互(hu)作用，發展用于醫學(xue)(xue)和(he)(he)(he)(he)生物醫學(xue)(xue)的(de)(de)新穎(ying)的(de)(de)檢測和(he)(he)(he)(he)診(zhen)斷工具。他(ta)在同行(xing)評議的(de)(de)國際期刊和(he)(he)(he)(he)幾本書的(de)(de)章節中撰寫了70多(duo)篇論文，擁有若干生物分析化(hua)學(xue)(xue)和(he)(he)(he)(he)納(na)米技術方面的(de)(de)專利。他(ta)是(shi)Nanotechnology雜志的(de)(de)SERS研究(jiu)和(he)(he)(he)(he)Nanoparticle Research納(na)米生物的(de)(de)特刊編(bian)輯，同時他(ta)也是(shi)應用光譜學(xue)(xue)編(bian)委員會(hui)的(de)(de)成員。