近日，分析化学领域国际顶尖期刊美国《分析化学》（Analytical Chemistry）在线发表了我系沈爱国教授课题组在复杂体系SERS（surface-enhanced Raman spectroscopy, 表面增强拉曼光谱）快检领域的最新研究成果。

该论文题为“On-site and Quantitative Detection of Trace Methamphetamine in Urine/Serum Samples with SERS-active Microcavity and Rapid Pretreatment Device”。第一署名单位为武汉大学印刷与包装系，沈爱国教授和我校化学与分子科学学院冯钰锜教授为共同通讯作者。

该研究不仅有效解决了血液样品中毒品小分子检测的快速前处理难题，还在低成本、高重现SERS检测器件的批量制备研究领域取得了阶段性进展，实现了现场取样的血液中毒品分子的快速、高通量检测。这种“快（前处理）+快（检测）”的SERS快检策略，有助于推动SERS在食品、环境、电力、刑侦和医疗等领域的现场即时分析。

SERS活性微腔与快速预处理装置用于高通量SERS检测示意图

化学造福人类，但与之相关的危害性也比比皆是，如食品非法添加剂、环境污染物、爆炸物、毒品、农药残留等。如何在最短的时间内，使用最简单、高效的方法确认上述化学危害品是否存在及存在量，是当今人类社会的一项紧迫任务。在迅猛发展的快检技术领域，SERS以其测试便捷、高灵敏且具备分子指纹识别的特性而备受瞩目。

沈爱国教授课题组着力开展实用、定量和现场的SERS检测新原理和新器件研究工作，从金银等贵金属的等离激元纳米材料设计、合成、修饰和封装到低成本、高重现SERS检测器件的批量制备研究（Chemical Communications, 2009, 5263-5265; Advanced Functional Materials, 2010, 20, 969-975; Chemical Communications, 2015, 51, 2052-2055; Analytical Chemistry, 2015, 87, 9217-9224; Chemical Communications, 2018, 54, 13399-13402; Applied Materials Today, 2019, 15, 252-262）；从单一致病菌的“无接触”定量快检到多菌属不同菌株的高通量编码识别（Analytical Chemistry, 2017, 89, 10335-10342; Analytical Chemistry, 2019, 91, 21, 13866-13873）；从单一组分到复杂体系中多分析物同时检测（Biosensors and Bioelectronics, 2013, 44, 10-15; Biosensors and Bioelectronics, 2014, 60, 124-129; Biosensors and Bioelectronics, 2015, 66, 55-61; ACS Applied Materials & Interfaces, 2017, 9, 29547-29553; Journal of the American Chemical Society, 2018, 140, 10649-10652; Analytical Chemistry, 2019, 91, 2955-2963）等领域取得了一系列研究成果。

长期以来，毒品泛滥是全球性问题，对人类安全和健康福祉构成严峻挑战。控制毒品交易源头及现场快速检测体内毒品，是高压禁毒、高效缉毒的关键所在。为此，沈爱国教授课题组提出了“快（前处理）+快（检测）”结合的SERS快检策略，即简易的目标物富集器件、便携的拉曼仪和低成本、高重现SERS器件的结合。其课题组首次合成了带有“内隙”的花生形金-银合金纳米粒子，以半球形玻璃微腔阵列为基础，通过紧密自组装制备出质量可控的微腔器件。血液或尿液样品可通过特制的针状整体柱中内嵌的分离介质，实现大分子的有效分离和目标小分子的有效富集，整个前处理过程仅包含简便的反复“抽吸”操作，时间仅为2-3分钟，可有效地检测出血清/尿中0.01 ppm的甲基苯丙胺。

沈爱国教授重点围绕“智能包装”研究，建立包装化学测量学课题组，聚焦食品、化妆品、装修装饰以及物流行业绿色包装的国计民生，开展基础和应用研究，保障公共安全。同时，其课题组不断深化生物拉曼光谱、分析仪器研制等方面的其他研究。 

（学生通讯员：曹余婷）