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拉曼光谱技术不断突破,应用局限性有效降低
发布时间:2018-05-22   点击次数:370次
   SERRS技术应用于儿茶酚胺检测
  作为一种重要的针刺效应物质,儿茶酚胺在生命机体内发挥着重要作用。当前,儿茶酚胺的检测手段多种多样,然而,由于其所在环境复杂、含量低、易氧化,检测结果都不甚理想。近日,中国科学院合肥物质科学研究院智能机械研究所研究员杨良保等人利用表面共振增强拉曼光谱(SERRS)技术,实现了对血清中儿茶酚胺针刺效应物质的检测。
  在研究过程中,针对表面增强拉曼光谱(SERS)活性弱的目标分子,研究人员使其与拉曼探针结合,从而显著提升了目标分子的拉曼散射光谱强度。此外,利用算法和SERS指纹识别的优势,就可实现血清中儿茶酚胺物质的多组分检测。进一步利用该功能化基底的Au-0键作为内标信号,即可对低浓度下的儿茶酚胺进行定量检测。
  随着研究的不断深入,拉曼光谱技术渐趋成熟,并逐渐开始在多个领域发挥作用。如今,各国的拉曼光谱研究进展不断加快,我们相信,这一无损智能检测技术将在更多领域释放出活力,助推其他研究领域取得丰硕成果。
 
  拉曼光谱助力表观遗传学快速测序
  表观遗传学是遗传学研究中zui为前沿的领域之一,目前使用的表观遗传测序方法具有繁琐、费时、价格昂贵等缺点。5月9日,比利时校际微电子中心(IMEC)发表公报,言称该中心成功开发出了一种能直接读取单分子DNA碱基的新型光学纳米孔器件,有望用于遗传学研究快速测序。
  据介绍,该新型器件运用了表面增强拉曼光谱和纳米孔流体技术。纳米流体技术会驱动DNA分子穿过表面等离子体纳米缝,穿过的瞬间,表面增强拉曼光谱被激发并“绘制”出碱基分子的“指纹图”,从而达到化学键水平的精准识别。通过表面增强拉曼光谱和纳米孔流体技术的联用,这一纳米孔器件不仅可以“读取”DNA编码,还可以“读取”碱基的各种化学修饰产物。这些修饰产物通常携带着与表观遗传变异相关的大量信息,并影响着细胞中的基因表达,对这些修饰产物进行观测意义重大。
 
        因具有无损、便捷、高速、稳定等优点,拉曼光谱技术在基础研究领域备受推崇。当前,该技术已在食品安全、生物医药、分子结构研究、化工、考古及文物鉴定等领域得到了广泛应用。在研究人员的潜心研究下,拉曼光谱技术越发成熟,应用领域更为深入。
 
        随着拉曼检测、拉曼成像在生物医学等领域日益重要,拉曼光谱也在更多领域被行业人士熟知。日前,拉曼光谱技术在微纳米激光领域的突破性创新引起人们广泛关注。
 
        拉曼光谱技术创新升级,将进一步推动该产业深入拓展。据市场权威预测,在未来几年内,拉曼光谱市场将呈现强劲增长态势,这主要归功于zui近的拉曼技术进步和不断扩大的应用基础。
 
        科学家在拉曼微纳米研究方面取得zui新突破
        随着纳米光技术如芯片级光通讯、生物医学成像的发展,人们对激光研究越来越深入。一般的纳米激光波长固定,限制了其应用,而拉曼光散射能将泵浦光转变为新的波长。发展新型拉曼纳米激光可以得到波长可调的纳米激光,有可能在应用上取得创新性的突破。
        阮双琛教授团队采用空间限域生长法合成了一种新型石墨烯材料。在该材料中可以得到波长可调的拉曼纳米激光。拉曼纳米激光具有无阈值、可室温操作、激光波长可调、激光波长覆盖范围广(波段从可见光到近红外光)等特点,有望在纳米光技术如生物医学成像等方面取得应用上的新突破。
 
        中科院研究员运用拉曼组新型细菌耐药性快检技术
        抗生素的滥用导致了耐药性的广泛传播。对抗耐药性不仅需要研发新型抗生素,还需要发展耐药性快检技术和监测体系,从而推迟与遏制耐药性的传播。针对这些瓶颈,中国科学院研究员提出了基于“拉曼组”的耐药性快检技术。拉曼组基于单细胞成像,不依赖于细菌的繁殖,因此通常能够在一个小时内完成细菌耐药性测量和机制区分,因此它在临床耐药性快检方面具有重要优势。
        与此同时,我们发现拉曼技术在陶瓷检测中的创新应用。此前,在香港皇廷2016秋季中国艺术品拍卖会巡展厦门站。19件历朝陶瓷精品均采用了“科技 人文”鉴宝的新模式,也是目前唯一附有国际标准化组织ISO认证机构检测报告的古陶瓷拍品。据介绍,仪器检测是将瓷器放进真空环境的X荧光光谱仪后,再经过拉曼光谱仪检测釉面成分。专家可根据检测数据进行对比和经验分析,给出古陶瓷的年代与真伪的参考报告。
        拉曼技术的不断进步扩大,拉曼光谱应用也遍及多个领域。据悉,未来生命科学、半导体、碳材料和材料科学将是拉曼技术的主要应用领域。其中,生命科学是规模zui大的应用领域,目前的市场规模刚刚超过4亿美元,预计在未来五年内将增长到约6.6亿美元。
        然而,当拉曼市场爆发式发展呈现主流趋势时,还存在几个限制拉曼市场发展的因素,例如缺乏熟练的劳动力、较高的安装成本、仪器的专业操作与使用。市场的需求与缺陷则应是行业品牌企业去执着突破的方向。

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