田中群院士：拉曼光譜技術的發展前景
——紀念我國光譜事業30年，第十五屆全國分子光譜學學術會議專家采訪報道系列
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????? 在這個豐收的金秋季節，我國的光譜學界也迎來了屬于自己的收獲――第十五屆全國分子光譜學學術會議在京隆重召開。此次會議的規模、參會人數以及期刊論文數堪稱歷屆會議之最。在會議召開的間隙時間里，會務組、分析測試百科網、中國光譜網組成了宣傳報道小組，并有幸采訪了一系列光譜學學術屆的專家、教授和研究員，整理出來的這些訪談稿，希望盡可能忠實地記錄和紀念我國光譜事業的30年，并展現會議的盛況。
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田中群院士：拉曼光譜技術的發展前景
??? 記者：田老師，我國的分子光譜學術會議經歷了三十年發展歷程，分子光譜事業取得了很大的進步，無論是科技隊伍，還是科研領域，服務的部門，都有了很大的發展。那么在這種情況下，田老師，您能不能從科研的角度，來介紹一下光譜技術，尤其是拉曼光譜技術在今后的發展方向，或者是有沒有新的突破點？
??? 田院士：大家知道拉曼光譜在最近這些年發展還是比較快的，應該來說是受益于兩方面吧。一方面是激光技術的發展，我最近參加了在英國倫敦召開的第21屆國際拉曼光譜大會，感受到現在基于超快激光的非線性拉曼光譜技術已經越來越成熟了。這種高精尖和需要昂貴設備的技術，原來僅有很少幾個單位可以搞。特別是激光部分都是靠自己搭建，每天還得調，很不穩定，現在這個狀況已經不存在了，而且儀器的價格相對也比較低。現在國際上推出的從事非線性光譜研究的超快(飛秒或皮秒)激光器，技術上已經達到比較成熟地步，可以成套購買，也較穩定。非線性拉曼光譜技術已經在生命科學領域研究中發揮它的獨特和重要作用。例如，美國哈佛大學的謝曉亮教授在開拓并運用相干反斯托克斯拉曼光譜顯微學（CARS Microscopy）研究活細胞內部三維結構方面取得一系列重要成果。我覺得高質量的超快激光器還推動了另一個極具前途的表面光譜技術，就是合頻（SFG）技術的發展，它作為具有獨特的界面選擇性的非線性光譜方法，已經在界面和表面科學、材料乃至生命領域研究中發揮著越來越重要的作用。
??? 第二個重要方面就是納米科技的迅猛發展，它使得基于納米結構的表面增強拉曼光譜（SERS）和針尖增強拉曼光譜（TERS）在超高靈敏度檢測方面取得了長足的進步，推動拉曼光譜成為迄今很少的、可達到單分子檢測水平的技術。現在不論是拉曼光譜刊物，還是拉曼光譜會議，SERS都是一個最受關注的內容。在近幾屆的國際拉曼光譜會議上，SERS分會都是最大的分會。近幾年，有關SERS的論文數量也呈顯著的上升趨勢。SERS和TERS不僅僅在表面科學研究領域，而且在生命科學領域將具有很大的發展潛力，由此可以為研究各類重要的生命科學體系和解決基本問題作出貢獻。拉曼光譜相對于紅外光譜，其優勢之一體現在用拉曼研究水溶液中比較方便，而生命科學的許多研究往往需要的水溶液環境。共振拉曼、表面增強拉曼和非線性拉曼光譜以及它們的聯用將成為生命科學前沿領域具有重要價值的研究方法，因為21世紀是生命科學的世紀，我以為也是納米技術和激光技術的世紀，因此我覺得拉曼光譜的發展和應用是大有可為的。
田中群院士
???? 記者：現在用拉曼光譜進行單分子檢測方面能做到什么程度？
???? 田院士：與熒光光譜相比，單分子拉曼技術對于所測分子的要求還是比較苛刻，所以目前能測到的單分子水平的分子體系很有限，目前基本上不可能研究僅有表面增強而沒有共振增強效應的分子，往往需要采用表面增強共振拉曼光譜（SERRS），才能達到單分子檢測水平。這方面美國Emory大學的聶書明教授在開拓并運用單分子表面增強拉曼研究方面獲得一批重要成果，并對表面活性位的吸附行為及其化學增強因子都作了詳細分析。由于具有共振增強拉曼效應的分子較少，且往往比較容易光分解。所以，要找到幾個很好的體系是關鍵，這樣才可以很系統、很深入的開展研究。雖然適合這些體系的比較有限的。但是，隨著各種激光和納米技術的發展以及一些新方法的(包括非線性光譜)應用，這樣的分子體系有望進一步擴大。這是很具有挑戰性的工作，對于年輕學者也是一個可以發揮其創新能力，體現原創思路的前沿領域。
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附：
田中群院士簡介
???? 田中群，物理化學家。廈門大學教授，固體表面物理化學國家重點實驗室主任。1955年生于福建廈門。1982年畢業于廈門大學化學系，1987年獲英國南安普敦大學化學系博士學位。1999獲香港求是基金會“杰出青年學者獎”，2001年被聘為長江學者計劃特聘教授，2001年獲中國高校科學技術進步一等獎。2005年當選為中國科學院院士。現為英國皇家化學會資深會員(Fellow)，國際拉曼光譜大會執行委員會委員，中國化學會常務理事。擔任ChemComm., JPC, Langmuir, J. Raman Spectroscopy、Phys. Chem. Chem. Phys.和《中國科學》等雜志的顧問編委或編委。
主要研究方向為表面增強拉曼光譜、譜學電化學、納米電化學。主要深入研究了SERS效應和一些電化學基本問題以及具有重要應用背景的電化學體系；從方法學的角度, 發展電化學拉曼光譜的實驗及理論研究方法和建立有關聯用技術，系統研究有關檢測靈敏度、光譜分辨率、時間分辨率和空間分辨率等方面的問題；并開展電化學納米加工和制備研究。獲得了多種純過渡金屬體系的表面增強拉曼散射(SERS)光譜譜圖，證實了VIII B族過渡金屬具有弱SERS效應，并應用于各種電化學體系；應用不受譜儀檢測器分辨率限制的時間分辨拉曼光譜技術，建立了電位平均拉曼光譜新方法；還發展了在微芯片上用電化學構造電極納米間隔的技術，建立SERS與機械斷裂可研究芯片分子結的聯用技術。已發表SCI論文200余篇，應邀為Wiley & Sons撰寫Surface Enhanced Raman Spectroscopy專著，應邀為Wiley & Sons的分析化學大全、Wiley & VCH的電化學大全上撰寫了有關章節,為Chem. Comm.和J. Physical Chemistry撰寫了Feature Article和為Chem. Soc. Rev. 及Annual Review of Physical Chemistry撰寫了綜述文章。
代表性論著：
- Electrochemical surface-enhanced Raman spectroscopy of nanostructures, Chemical Society Reviews, 37(5) 1025-1041 2008.
- Epitaxial Growth of Heterogeneous Metal Nanocrystals: From Gold Nano-octahedra to Palladium and Silver Nanocubes,? Journal of the American Chemical Society, 130: 6949-6951, 2008
- Expanding generality of surface-enhanced Raman spectroscopy with borrowing SERS activity strategy.? Chemical Communications (Feature Article) , (34): 3514-3534 SEP 14 2007
- A Controllable Electrochemical Fabrication of Metallic Electrodes with a Nanometer/Angstrom-Sized Gap Using an Electric Double Layer as Feedback, Angew. Chem. Int. Ed., 2005, 44, 1265-1268. Adsorption and reaction at electrochemical interfaces as probed by surface-enhanced Raman spectroscopy, Annual Review of Physical Chemistry, 2004, 55,197-229.
- Synthesis and properties of tadpole-shaped gold nanoparticles, Journal of the American Chemical Society, 2004, 126(31), 9470-9471. Surface-enhanced Raman scattering in the ultraviolet spectral region: UV-SERS on rhodium and ruthenium electrodes, Journal of the American Chemical Society, 2003, 125(32), 9598-9599.
- Raman Spectroscopy of Electrode Surfaces. in Encyclopedia of Electrochemistry (Eds. A J. Bard and M. Stratmann), Wiley & VCH, Vol. 3, Chapter 6, Feb. 2003, 572-659.
- Surface-Enhanced Raman Scattering: From Noble to Transition Metals and from Rough Surfaces to Ordered Nanostructures, Journal of Physical Chemistry B, (Feature Article), 2002, 106(37), 9463-9483.
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