導讀：印度科學家拉曼于1928年發(fā)現(xiàn)了光子被物質(zhì)分子散射后能量發(fā)生變化的光散射現(xiàn)象，并在兩年后因此貢獻獲得了諾貝爾物理學獎，是亞洲第一位獲此殊榮的科學家。拉曼散射中光子的能量變化通常起源于分子振動能量與入射光子能量的疊加，因此拉曼散射光中包含了豐富的分子振動結(jié)構(gòu)的信息。由于不同分子的拉曼光譜的譜形特征各不相同，因此可作為分子識別的“指紋”光譜，就像人的指紋可以用來識別人的身份一樣。現(xiàn)今拉曼光譜已經(jīng)成為物理、化學、材料、生物等領域研究分子結(jié)構(gòu)的重要手段。

　　
　　上世紀60年代激光器的出現(xiàn)極大地推動了拉曼光譜技術(shù)的應用，但發(fā)展高靈敏高分辨拉曼光譜技術(shù)仍然是材料科學特別是納米尺度上的微觀探索所面臨的巨大挑戰(zhàn)和追求的夢想。上世紀70年代發(fā)展起來的表面增強拉曼散射技術(shù)借助物理與化學增強手段使探測靈敏度得到了很大提高，而進一步將該技術(shù)與掃描探針顯微術(shù)結(jié)合后發(fā)展起來的針尖增強拉曼散射（TERS）技術(shù)，除能極大提高光譜探測的靈敏度外，還可以同時提供高空間分辨的拉曼成像，因此人們對TERS技術(shù)探測微觀世界構(gòu)造的能力和前景充滿了期待。的確，迄今為止科技人員經(jīng)過大量努力，已經(jīng)將TERS測量的最佳空間成像分辨率發(fā)展到幾個納米的水平，但這顯然還不適合于對單個分子進行化學識別成像。
　　
　　超高檢測靈敏度的等離激元增強拉曼光譜(PERS)特別是殼層隔絕納米粒子增強拉曼光譜(SHINERS)新方法的三類儀器：便攜式SHINERS儀器、微型化SHINERS儀器和針尖增強拉曼光譜(TERS)儀器。集成有高效分離技術(shù)(如微流控技術(shù))的SHINERS儀器具有快速便捷檢測各類復雜體系中痕量化學物質(zhì)的優(yōu)勢。通過建立PERS標準圖譜庫、分析應用平臺和應用網(wǎng)絡，推動建立行業(yè)標準和國家標準，研發(fā)出具有高集成度和高靈敏度便攜和微型化科學儀器。
　　
　　通過開展PERS技術(shù)在食品安全、環(huán)境、公共安全、細胞及生物體系、臨床醫(yī)學、材料科學等多個領域的應用研究，形成一系列具有自主知識產(chǎn)權(quán)，技術(shù)領先、種類齊全、功能豐富的系列儀器，推動可占領國內(nèi)和國際相關(guān)領域市場的儀器產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化。
　　
　　據(jù)介紹，通過該項目的實施，在儀器研制方面，獎集成PERS技術(shù)、預處理與微流控芯片和拉曼光譜儀器的集成檢測系統(tǒng)。將針對三類PERS儀器，組織國內(nèi)在各個領域最強的研究團隊全面進行PERS技術(shù)開發(fā)與工程化、復雜體系分離技術(shù)開發(fā)、相關(guān)領域的應用開發(fā)、儀器研發(fā)及相關(guān)配套條件和平臺的建設等。PERS技術(shù)開發(fā)著重研究可以極大增強拉曼信號的SHINERS納米試劑和TERS針尖的開發(fā)與制備及工程化等問題;復雜體系分離技術(shù)開發(fā)將重點結(jié)合微流控技術(shù)、微萃取和分子印跡技術(shù)等化學分離方法，開發(fā)復雜體系的樣品預處理系統(tǒng)及裝置;應用領域方法開發(fā)將根據(jù)應用體系、檢測方法和檢測技術(shù)的不同，研發(fā)一系列專用PERS儀器;相關(guān)配套條件方面將進行儀器相應的軟件開發(fā)并建立PERS標準圖譜庫，開發(fā)PERS分析應用平臺，構(gòu)建PERS技術(shù)應用網(wǎng)絡，參與和建立行業(yè)標準和國家標準。
　　
　　在應用方面，開展PERS儀器與技術(shù)在食品安全檢測、環(huán)境保護監(jiān)測、公共安全建設、細胞及生物檢測、臨床醫(yī)學檢測、表面科學等領域的應用方法研究，開發(fā)原位實時、快速靈敏、特異重現(xiàn)、經(jīng)濟簡便的PERS分析方法，構(gòu)建PERS標準圖譜庫，開發(fā)PERS分析應用平臺，建立PERS技術(shù)應用網(wǎng)絡;聯(lián)合相關(guān)機構(gòu)和部門，推動建立PERS應用領域的行業(yè)標準和國家標準。最終形成一系列具有自主知識產(chǎn)權(quán)，在國際上技術(shù)領先以及產(chǎn)品種類齊全、功能豐富的國產(chǎn)科學儀器及測試方法,并通過市場化開發(fā)，推動儀器產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化和擴大檢測方法市場，大力提升科技改善民生的能力。