田三萍 蔣屏 陳傳品

摘 要：表面增強(qiáng)拉曼光譜法作為一種新興的分析方法，因其高靈敏度、高光譜分辨率、不受水分干擾、能進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)等獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢(shì)已被廣泛用于醫(yī)學(xué)、材料、化學(xué)等領(lǐng)域。本文綜合論述了SERS的原理及發(fā)展歷程，重點(diǎn)介紹了其在藥物的非法添加，藥物的含量檢測(cè)兩個(gè)方面的運(yùn)用現(xiàn)狀，并對(duì)其發(fā)展做了展望。

關(guān)鍵詞： 表面增強(qiáng)拉曼光譜；藥物檢測(cè)；應(yīng)用進(jìn)展

1 緒論

拉曼光譜是一種分子振動(dòng)光譜，反映分子振動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)信息，人們利用拉曼譜線的頻率、強(qiáng)度和偏振度的不同，進(jìn)行物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的研究。拉曼光譜分析法基于1928年C.V拉曼發(fā)現(xiàn)的拉曼散射效應(yīng)。拉曼散射效應(yīng)很弱，其散射光強(qiáng)度約為入射光強(qiáng)度的1010，因此，在實(shí)際應(yīng)用中，常需要用到一定的增強(qiáng)手段，如SERS。表面增強(qiáng)拉曼散射，簡(jiǎn)稱SERS，是指當(dāng)分子吸附在粗糙貴金屬表面或納米表面上，通過(guò)一定增強(qiáng)原理使其拉曼散射信號(hào)強(qiáng)度成指數(shù)倍數(shù)增長(zhǎng)的一種光譜現(xiàn)象，常為103106倍，共振時(shí)可達(dá)10141015。表面增強(qiáng)拉曼光譜法是指用常規(guī)的拉曼光譜法測(cè)定這些吸附分子。1974年Fleischmann等 將銀電極粗糙化后測(cè)定吸附在其上的單層吡啶分子。

SERS作為一種新興的檢測(cè)手段，不管是極性分子還是非極性分子均可以產(chǎn)生特定拉曼光譜，現(xiàn)已廣泛用于材料、電化學(xué)、分析化學(xué)、醫(yī)學(xué)等方面。與IR，NMR及質(zhì)譜等光學(xué)分析方法相比，SERS具有很高的靈敏度可用于單分子檢測(cè)；水的拉曼響應(yīng)很弱，可用于含水樣本檢測(cè)。與HPLC等比，對(duì)樣本需求量少且純度要求低，能減少樣品的前處理過(guò)程節(jié)省時(shí)間且實(shí)現(xiàn)對(duì)樣本的快速無(wú)損檢測(cè)。本文將從藥物的非法添加及藥物的定量分析兩方面介紹SERS在藥物中的使用。

2 在藥物分析中的應(yīng)用

藥物指能影響機(jī)體生理、生化和病理過(guò)程，用以預(yù)防、診斷、治療疾病的物質(zhì)。毒膠囊等事件的發(fā)生源于對(duì)藥物缺乏有效檢測(cè)，進(jìn)行合理有效檢測(cè)能保證用藥安全，對(duì)人類健康有著重要的意義。SERS作為一種新興的檢測(cè)手段，能快速、無(wú)損、準(zhǔn)確的測(cè)定果蔬中的農(nóng)藥含量，批量分析藥物，量化藥物晶型、藥物活性成分與輔料。本文從以下幾個(gè)方面來(lái)闡明SERS在藥物中的運(yùn)用。

2.1 SERS用于檢測(cè)藥物的非法添加

隨著對(duì)中藥的日益重視，中成藥與復(fù)方藥也得到了很大發(fā)展。但在檢測(cè)過(guò)程中面臨樣品前處理過(guò)程復(fù)雜，耗時(shí)等問(wèn)題。缺乏評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)與市場(chǎng)監(jiān)治，市場(chǎng)上以次充好，各種非法添加的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，嚴(yán)重危害人類健康，對(duì)其進(jìn)行合理有效的檢測(cè)具有一定現(xiàn)實(shí)意義。雖然SERS在非法添加方面的運(yùn)用較少，但有用于鑒別藥物的能力，已成功識(shí)別青霉素及其降解產(chǎn)物，5氟尿嘧啶等藥物分子。再者SERS對(duì)樣本純度要求低，能從復(fù)雜基質(zhì)中獲得目標(biāo)分子結(jié)構(gòu)信息，可用于藥物非法添加檢測(cè)。利用SERS提供的藥物分子指紋圖譜，對(duì)藥物的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)建立有一定指導(dǎo)意義。主要檢測(cè)方法有SERS直接檢測(cè)法和SERS分離技術(shù)聯(lián)用法。

直接法是指中成藥經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的前處理（如：粉碎、清洗），于適宜條件（一定酸堿性）下增強(qiáng)基底與待測(cè)物混合后測(cè)定并獲得相應(yīng)圖譜，與同等條件下測(cè)定的疑添加藥物的SERS光譜比較，根據(jù)兩者特征峰重疊情況來(lái)判斷非法添加與否。我們課題組已成功檢測(cè)中成藥降糖寧等的非法添加檢測(cè)，據(jù)稱這是SERS用于中成藥的非法添加檢測(cè)無(wú)需任何前處理的首例。

聯(lián)用法指先用分離技術(shù)將藥物進(jìn)行分離后再測(cè)定，能大幅度減少背景干擾，增加結(jié)果的準(zhǔn)確性。TLCSERS是最常見(jiàn)的技術(shù)聯(lián)用，已被用于水中取代芳烴污染，藝術(shù)品中染料檢測(cè)等方面。TLC結(jié)合SERS已被用于檢測(cè)減肥藥與植物膳食補(bǔ)充劑中的非法添加檢測(cè)。Qi等采用50%甘油銀膠作為活性基質(zhì)，利用TCLDSERS法成功檢測(cè)出BDS（植物膳食補(bǔ)充劑）樣品中摻雜有藥品磷酸苯丙哌啉。SERS與其他技術(shù)的聯(lián)用是SERS發(fā)展方向之一。

2.2藥物含量測(cè)定

檢測(cè)體內(nèi)毒品時(shí)，唾液樣本與尿液樣本易獲得且干擾較小，對(duì)測(cè)試者損傷小，常被選為檢測(cè)樣本。采用直接檢測(cè)法，操作簡(jiǎn)便，快捷，靈敏度高。Han等用便攜式拉曼光譜儀測(cè)出尿液中安非他命，甲卡西酮與冰毒等毒品，對(duì)安非他命的檢測(cè)限低至0.1ppm。Dong等用DSERS結(jié)合建立的SVM模型能快速的讀出體液中是否含有特定藥物，無(wú)需分析光譜，在含搖頭丸尿液中驗(yàn)證，不足之處是無(wú)法檢測(cè)SVM模型外的藥物。當(dāng)選用血液樣本時(shí)，需結(jié)合其他的分離手段減少背景干擾。

血藥濃度檢測(cè)能指導(dǎo)臨床個(gè)性化用藥，減少副反應(yīng)及耐藥性發(fā)生。常采用SERS結(jié)合其他分離技術(shù)或新型SERS基質(zhì)來(lái)檢測(cè)血藥濃度。McLaughlin C等采用SERS結(jié)合微控流裝檢測(cè)血樣中米托蒽醌，檢測(cè)限低至0.02 ng/mL，與HPLC測(cè)定結(jié)果無(wú)多大差異。

3 總結(jié)與展望

作為一種新興的檢測(cè)方法，SERS檢測(cè)具有高靈敏度，操作簡(jiǎn)便，不受水干擾能進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)主要用于物質(zhì)的定性分析。因SERS的基質(zhì)再現(xiàn)性差，不能產(chǎn)生穩(wěn)定均一的信號(hào)，一定程度上限制了其運(yùn)用。SERS與其他技術(shù)聯(lián)用（如：TLCSERS，微流控與SERS結(jié)合）能減少樣本（如：血樣）的背景干擾，提高準(zhǔn)確性，為當(dāng)前發(fā)展方向之一?，F(xiàn)有的復(fù)合基底和有序納米陣列等基質(zhì)雖具有一定的再現(xiàn)性，但因高成本主要用于實(shí)驗(yàn)室階段。構(gòu)建新型SERS活性基底能有效的解決以上問(wèn)題，同時(shí)也是SERS研究的熱點(diǎn)與重點(diǎn)所在，定量分析是今后的發(fā)展目標(biāo)。隨著人們對(duì)材料方面研究的不斷深入與科學(xué)技術(shù)發(fā)展，新型SERS 活性基底的構(gòu)建，多種技術(shù)的聯(lián)用及拉曼光譜圖庫(kù)的建立，將在疾病早期診斷、生化檢測(cè)、食品質(zhì)量與新藥發(fā)現(xiàn)等領(lǐng)域發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。SERS也將成為一種常規(guī)檢測(cè)手段來(lái)定性定量物質(zhì)。

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作者簡(jiǎn)介：田三萍（1992），女，土家族，碩士，從事拉曼光譜檢測(cè)的研究；蔣屏（1993），女，漢族，碩士，從事微流控芯片的研究。

*通訊作者： 陳傳品（1978），男，漢族，教授，從事微流控芯片及拉曼檢測(cè)的研究。