目前，對很多應用來說，拉曼光譜已發展成為一種強大的(de)表(biao)征技(ji)術。但如果要使(shi)其在臨床分析中更(geng)有效，還需要做更(geng)多的(de)工作。

　　隨著(zhu)激光(guang)的發現(xian)，以及后續(xu)激光(guang)器(qi)和(he)探測(ce)器(qi)技術的進(jin)步，以前發展(zhan)緩慢的拉(la)曼(man)光(guang)譜(pu)進(jin)入了(le)一個高速(su)的發展(zhan)階段。目前，已經證明了(le)拉(la)曼(man)光(guang)譜(pu)在生物大分子分析方面(mian)的應(ying)用價值，包括蛋白質、DNA、活(huo)細胞(bao)、組織和(he)微生物的檢(jian)測(ce)和(he)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(bei)，由(you)此表面增強(qiang)拉(la)曼散(san)射(SERS)也(ye)就發展(zhan)起來了(le)。除了(le)散(san)射增強(qiang)之外，SERS還可以有效淬滅(mie)自體熒光。

　　盡管現在SERS在生物結構的分析(xi)方(fang)面已(yi)經有(you)(you)很多研究，但在我看來(lai)，在科學(xue)研究和臨(lin)床應(ying)(ying)用之間還有(you)(you)一(yi)定的距離。此外，如(ru)果沒弄明白(bai)臨(lin)床應(ying)(ying)用的需求和流程，這種技術也不可能轉化為真正的應(ying)(ying)用。

　　例如(ru)，對于(yu)從一個生(sheng)物SERS實驗中(zhong)收集的(de)(de)數據，還有幾個問題(ti)需要仔(zi)細(xi)考慮，以得(de)到清(qing)晰(xi)的(de)(de)解釋。首(shou)先，對于(yu)感(gan)興(xing)趣的(de)(de)樣品的(de)(de)SERS襯底類型需要仔(zi)細(xi)的(de)(de)選(xuan)擇。它應該是一個納米(mi)(mi)結(jie)構的(de)(de)表(biao)面(mian)或膠體納米(mi)(mi)顆粒(li)，如(ru)金納米(mi)(mi)顆粒(li)(AuNP)或銀納米(mi)(mi)顆粒(li)(AgNP)。如(ru)果(guo)樣品是活細(xi)胞，AuNPs或AgNPs是很好的(de)(de)選(xuan)擇。如(ru)果(guo)樣品是微生(sheng)物，表(biao)面(mian)或膠體納米(mi)(mi)顆粒(li)襯底是最好的(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，因為這些交(jiao)互作用定義了(le)環境。

　　十年來(lai),我(wo)(wo)們對(dui)這項技術(shu)(shu)是否可以應用到臨床決策(ce)中(zhong)進行(xing)了評估。我(wo)(wo)們利用實(shi)驗室中(zhong)發展起來(lai)的樣(yang)品制備方法和(he)(he)檢測技術(shu)(shu)分析(xi)了活細(xi)胞和(he)(he)死細(xi)胞、組織和(he)(he)微生物樣(yang)本。我(wo)(wo)們認為(wei)還有很多(duo)工作需要去(qu)做來(lai)探(tan)索(suo)該技術(shu)(shu)的潛力，因為(wei)生物樣(yang)品不僅(jin)非常復雜,而且不同樣(yang)本之間(jian)也存在產異性。

　　臨床中，快(kuai)(kuai)速(su)(su)識(shi)別(bie)傳染性微生物在(zai)疾病干預(yu)方面至關重要。雖然有(you)許多研究證(zheng)明了利用SERS可以快(kuai)(kuai)速(su)(su)識(shi)別(bie)微生物,但是從臨床樣本中識(shi)別(bie)它們的(de)能(neng)力尚(shang)不清楚(chu)。

　　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(gan)(gan)染(ran)。然后,我們必(bi)須問(wen)哪種病原體(ti)存在?然后再問(wen)是否有一個SERS可以(yi)識(shi)別的標識(shi)物來顯示尿液是否感(gan)(gan)染(ran)?這項技(ji)術是否可以(yi)用于細菌樣本的定(ding)量分析(xi)？這項技(ji)術能識(shi)別病原體(ti)嗎(ma)?

　　我們已經(jing)知道, SERS可以(yi)識別(bie)細菌,但(dan)從復(fu)雜樣(yang)品中(zhong)識別(bie)細菌仍(reng)需進(jin)一步的(de)(de)(de)努(nu)力以(yi)加快這(zhe)一進(jin)程。在我看來(lai)，對(dui)于以(yi)上的(de)(de)(de)部分問題得到積極(ji)的(de)(de)(de)答(da)案并不是很遠的(de)(de)(de)事情，而且也將縮短SERS進(jin)入提(ti)高臨床決策這(zhe)個位置所(suo)需的(de)(de)(de)時間(jian)。

　　作者：Mustafa Culha

　　Mustafa Culha的(de)(de)(de)實(shi)驗室在(zai)葉迪特佩大學(xue)遺傳和(he)生物工(gong)程系，該實(shi)驗室持續進(jin)行光(guang)譜技(ji)術(shu)的(de)(de)(de)實(shi)用研究(jiu)(jiu),如表面增(zeng)強拉曼散射(she)(SERS)揭示活(huo)細(xi)胞(bao)(bao)、死細(xi)胞(bao)(bao)相互作用，發展用于(yu)醫(yi)學(xue)和(he)生物醫(yi)學(xue)的(de)(de)(de)新穎(ying)的(de)(de)(de)檢(jian)測(ce)和(he)診斷工(gong)具。他在(zai)同行評議的(de)(de)(de)國際期刊(kan)和(he)幾(ji)本書(shu)的(de)(de)(de)章節(jie)中撰寫了70多篇論文(wen)，擁(yong)有若干生物分析化(hua)學(xue)和(he)納米技(ji)術(shu)方面的(de)(de)(de)專利。他是(shi)Nanotechnology雜志(zhi)的(de)(de)(de)SERS研究(jiu)(jiu)和(he)Nanoparticle Research納米生物的(de)(de)(de)特刊(kan)編輯，同時(shi)他也是(shi)應用光(guang)譜學(xue)編委員(yuan)會的(de)(de)(de)成員(yuan)。