拉曼光譜新方法、新技術及新應用（一）：前沿探索 引領未來
2024年11月30日，第 23 屆全國分子光譜學學術會議和第五屆光譜年會暨黃本立院士百歲華誕學術研討會在福建省廈門市召開。會議首日下午的分會場2：拉曼光譜新方法、新技術及新應用（一）如期舉行，廈門大學任斌教授、中國科學院半導體研究所譚平恒研究員、蘇州大學姚建林教授等14位嘉賓帶來了精彩的學術報告。
分會現場
廈門大學 任斌教授
任斌作題為“不斷突破的電化學拉曼光譜技術”的報告。介紹了如何將電化學掃描隧道顯微鏡（EC-STM）技術融入拉曼光譜研究中。他強調了針尖的制備和優化對于實現高分辨率成像的重要性，并探討了AI技術在噪聲學習中的應用。報告強調了電化學拉曼光譜技術在不同階段的發展，以及他在單分子SERS、限域增強拉曼應用等領域的研究工作。最后，還提到了技術進步的重要性，特別是在提高光譜技術的空間分辨率和靈敏度方面，為電化學過程的研究提供了新的視角和方法。
中國科學院半導體研究所 譚平恒研究員
譚平恒作題為“Resonance Raman spectroscopy of low-dimensional semiconductor structures”的報告。深入探討了單層TMD中的拉曼散射通路和操縱石墨烯中的拉曼散射路徑，指出通過結構調控可觀察到獨特的拉曼現象。報告強調了共振與非共振拉曼散射的區別，以及碳密度在信號分析中的角色。石墨烯的線性能結構使其展現出多種共振模式，而單層TMD的拉曼信號隨激發能量非線性變化。石墨烯摻雜后，拉曼峰位移動，且不同激發光能量下的信號強度變化揭示了材料性質。此外，層狀半導體材料中光學和聲子腔效應的相互作用層也被討論，為理解材料性質提供了新視角。
蘇州大學 姚建林教授
姚建林作題為“粒子-平面碰撞中納米空腔等離激元耦合作用的 SERS 研究”的報告，深入探討了粒子與平面碰撞過程中納米空腔等離激元的耦合作用。報告通過分析碰撞軌跡和化學反應，展示了粒子間耦合作用導致的增強現象。聚焦于布朗運動下的粒子動態和碰撞行為，以及這些行為在SPR脫羧反應中的應用。還介紹了通過SERS技術監測化學反應的實例，強調了動態碰撞在科學研究中的重要性，展示了動態碰撞下的科學火花，為SERS技術在化學反應監測和機理研究中的應用提供了新視角。
賽默飛世爾科技（中國）有限公司 張衍亮經理
張衍亮作題為“賽默飛拉曼解決方案——從拉曼成像到多模態分析”的報告。概述了賽默飛拉曼光譜儀的發展歷程。自2008年起，賽默飛不斷推動拉曼技術革新，推出了多款拉曼產品，包括DXR3 Flex系列。他強調了公司在提升光譜儀性能、優化軟件界面、實現多模態分析方面的努力，以及為化學成像和材料分析提供的先進解決方案，致力于滿足科研和工業領域的多樣化需求。
中山大學 陳建研究員
陳建做題為“硒化銦/鈣鈦礦范德華異質結界面光電耦合研究”的報告。探討了二維硒化銦/鈣鈦礦異質結的界面光電耦合機制。他介紹了通過手工組裝二維材料來研究其光電特性，重點關注了硒化銦/鈣鈦礦界面電荷轉移和耦合效應。報告還涉及了變溫熒光光譜和理論計算，揭示了界面缺陷對光電性能的影響，并探索了提高穩定性和調控光電特性的方法，為理解二維材料在光電應用中的潛力提供了新見解。
吉林大學 宋薇教授
宋薇作題為“SERS-模擬酶體系分析與檢測”的報告，闡述了SERS技術在模擬酶體系中的應用，包括通過調控材料性質來增強或抑制模擬酶催化，檢測環境石油污染物，以及生物樣本中的氧化應激過程。她探討了SERS模擬酶調控檢測機制，及其在環境、食品檢測和醫學診斷治療中的應用，提出構建專一性識別模擬酶體系用于SERS檢測，并展望了SERS-模擬酶技術在診療一體化研究中的潛力。
雷尼紹（上海）貿易有限公司 于鷹暢工程師
于鷹暢作題為“雷尼紹拉曼光譜技術最新進展及應用”的報告，詳細介紹了雷尼紹公司近兩年在拉曼光譜技術方面的創新，包括拉曼成像技術、拉曼-SEM聯用技術，以及軟件功能的提升如Correlate功能和inVia解決方案。他還闡述了這些技術在實驗室檢測、OEMs和過程監測中的應用案例，展示了雷尼紹拉曼光譜技術在多個領域的廣泛應用和卓越性能。
上海交通大學 葉堅教授
葉堅作題為“表面增強拉曼光譜：一種代謝組學研究的潛在工具”的報告，詳細介紹了SERS技術在代謝組學研究中的應用，特別是在單一代謝物定量和多個代謝物表型檢測中的顯著優勢。報告提及了數字膠體增強拉曼光譜(dCERS)的研究進展，強調其定量重復性的精準可控性。葉堅指出，SERS技術能夠在極低濃度下進行精確檢測，適合分析復雜環境樣本，并可通過與AI結合提升檢測效率。此外，報告還探討了SERS在臨床診斷，尤其是前列腺癌檢測中的應用前景，認為其在樣本處理和成本控制方面具有優勢，為代謝組學領域帶來了新的研究工具。
西安交通大學 方吉祥教授
方吉祥作題為“拉曼光譜超快成像檢測與識別裝備研制及應用”的報告。詳細介紹了團隊在拉曼光譜技術領域的研究進展和應用開發。報告涵蓋了拉曼儀器的發展、基本理論、增強探針以及樣品前處理方法。重點闡述了團隊在納米材料和納米技術領域的成果，特別是在基于納米間隙的SERS技術上的創新。報告還展示了疫情期間發現的梯度分層界面模型在單分子SERS信號穩定化中的應用。此外，方吉祥介紹了拉曼光譜在組織成像上的研究進展，強調了拉曼光譜在成分識別上的優勢及其在未來精準醫療領域的潛力。
HORIBA中國 胡恩萍經理
胡恩萍作題為“HORIBA 拉曼光譜新技術/新應用”的報告，介紹了HORIBA公司的先進拉曼技術。報告重點推介了HORIBA FLIM 熒光壽命成像平臺，該平臺能夠實時提供高分辨率的熒光壽命動態圖像。她展示了從顯微拉曼到納米拉曼，以及從模塊化拉曼到在線檢測的全方位拉曼解決方案，包括SignatureSPM、高通量拉曼篩選平臺（BPR）和過程監測拉曼等。分享了拉曼技術的多項新功能，如光致發光、反射譜、冷臺等，以及SmartSamling人工智能成像技術、相干拉曼散射顯微成像系統（SRS）和二次諧波（SHG）成像等，這些新技術將極大推動細胞研究和超薄二維非線性光學器件的發展。最后，介紹了拉曼技術與AFM等聯用技術。
華中師范大學 高婷娟教授
高婷娟作題為“偶氮增強拉曼散射在生物醫藥與環境化學中的測量應用”的報告，介紹了在細胞多色成像和環境化學界面反應研究中取得的兩大研究進展。首先，通過發展分子內增強拉曼散射技術，實現了活細胞動態偶氮增強拉曼散射（DAERI），并拓展了偶氮增強拉曼轉子——活細胞粘度DAERI的研究。其次，在環境化學領域，利用原位光譜電化學表征技術，探究了納米零價鐵深度除磷的界面反應歷程，揭示了質子轉移機理，并探索了界面酸度探針的性質，為提升除磷性能提供了科學依據。這些研究展示了偶氮增強拉曼散射技術在生物醫藥和環境化學領域的廣泛應用潛力。
北京大學 童廉明副研
童廉明作題為“扭轉石墨烯的拉曼光譜研究”的報告。基于圓偏振拉曼光譜，發展了螺旋度分辨拉曼光譜表征技術，實現了電聲耦合的半定量表征，分別在高頻區域（~1600cm-1）和低頻區域（~49 cm-1）發現了扭轉石墨烯新的拉曼散射模式。還提出了扭轉雙層石墨烯的跨層電聲耦合，首次觀察到扭轉雙層石墨烯的手性傳遞。
西安交通大學 尤紅軍副教授
尤紅軍作題為“單分子 SERS 新機制及限域增強拉曼應用研究”的報告，回顧了SERS及SM-SERS技術的發展瓶頸，指出SM-SERS的優勢尚未完全發揮。詳細分析了單分子SERS的本質，從梯度分層界面模型探討了其物理本質及學術意義，有望刷新增強拉曼光譜50多年來的理論認知。此外，報告還討論了分子SERS檢測中形貌、結構及組分轉變過程，以及AgNPs與NaCl的物理化學作用對單分子SERS性能的影響。報告最后介紹了限域增強拉曼的應用，包括核酸序列免標記診斷和基于CERS的床邊精準用藥（POCT）定量化檢測。
中國科學院上海硅酸鹽研究所 程國峰研究員
程國峰作題為“高溫水氧原位拉曼裝置搭建與應用”的報告，闡述了搭建該裝置的必要性，旨在研究碳化硅纖維增強碳化硅陶瓷基復合材料（SiCf/SiC）在高溫水氧環境下的失效機制。報告詳細介紹了高溫水氧原位拉曼裝置的搭建方案，包括溫度和水含量的控制等。應用方面，程國峰團隊利用該裝置研究了SiCf/SiC殘余應力的演化機制，得出結論：基體和纖維中殘余應力變化率隨時間先增大后減小，與方石英結晶相關，殘余應力變化率隨著溫度的升高而降低，與氧化層粘度降低導致Si(0H)4、CO、H2的高揮發相關。
