近几年新型冠状病毒COVID-19的迅速传播，引起了全球对传染病防控和快速病毒检测技术的高度关注。表面增强拉曼光谱（SERS）作为一种光学分析技术，凭借其独特的分子指纹特性和高检测灵敏度的特点，成为生物医学检测领域的有力工具，对可能大规模暴发的流行性病毒灵敏迅速的检测以及监控提供新颖、高效的光学解决方案。本文对从2021年以来开展的DNA、RNA病毒，尤其是威胁人类生命健康的流行性病毒检测工作当中使用的标记、非标记SERS技术进行梳理，从SERS基底结构建构及功能化修饰，分子探针的设计，高速响应、高灵敏度检测模型构建，生物技术、机器学习方法的联合使用等方面，特别是基于便携式、手持式拉曼光谱仪的研究，对SERS技术在病毒检测领域的应用进展进行了总结和展望。

外泌体是一种含有蛋白质、核酸和脂质等物质的小囊泡, 与细胞间通信和肿瘤微环境的调节有关, 因而成为一种新兴的无创早期癌症诊断标志物。目前用于外泌体分析的技术较复杂, 并且耗时久、成本高。近年来, 表面增强拉曼光谱(SERS)技术由于其灵敏度高、样品制备简单、快速无损等优点, 在生物医学领域表现出了巨大的应用潜力。本文首先简要介绍了外泌体以及目前主要检测方法的优缺点, 其次, 阐述了SERS的基本原理及其在外泌体检测中的优势, 重点介绍了非标记和标记SERS在外泌体检测中的应用进展。系列研究表明, 基于SERS的外泌体检测技术有望成为一种无损、便捷、准确的临床诊断新方法。

表面增强拉曼光谱(SERS)是一种超灵敏的生化分析技术, 已经被广泛运用于细胞、核酸、蛋白质等生物分子的检测, 在生物医学领域表现出了巨大的应用潜力。近年来, 将表面增强拉曼光谱技术应用于遗传物质DNA的精准检测, 引起了人们广泛的关注。本文简要叙述了表面增强拉曼光谱技术的基本原理及其在DNA检测中的优势, 主要介绍了非标记的DNA-SERS检测应用进展, 其中包括本项目组的相关工作。研究表明, 非标记DNA-SERS技术有望成为一种快速、准确的临床诊断方式。

优生优育是我们重要的国策。自二胎政策颁布以来，高龄产妇数量呈现明显上升的趋势，先天性畸形儿的发生几率变大。传统的产前检测方法存在较高流产风险、灵敏度低、耗时等问题,探寻一种无损快捷、经济灵敏的产前检测方法至关重要。本文首先介绍了常见的胎儿出生缺陷及当前临床常见的产前检测方法的优缺点，重点综述了光谱技术的特点及其在产前检测中的应用。其中包括光谱核型、实时荧光定量PCR、SNP等位基因位点分析等利用荧光光谱分析方法和拉曼光谱在产前检测中的应用情况。特别阐述了表面增强拉曼光谱SERS在生物检测中的优势，最后总结并展望了SERS光谱在产前检测的应用。

表面增强拉曼光谱（SERS）技术是一种快速、 有效、 无损的光学诊断方法， 能提供生物分子成分和结构的指纹特征。 人的唾液包含多种能反应人体健康状况的生物标志物。 采用纳米银溶胶为增强基底的SERS技术， 从46位鼻咽癌患者、 30位鼻炎患者和48位健康人的唾液样本中采集了208条高质量的SERS。 研究结果表明鼻咽癌患者、 鼻炎患者和健康人的唾液SERS之间存在明显差异。 利用主成分分析结合线性判别分析(PCA-LDA)对采集的唾液SERS进行诊断研究， 获得灵敏度分别为89.5%， 93.0%和100%， 特异性分别为94.6%， 96.7%和97.7%。 研究结果表明： 唾液SERS技术结合PCA-LDA分析方法可能快速、 有效区分鼻咽癌、 鼻炎患者与正常人的唾液样本， 具有鼻咽癌无损检测和临床筛查的潜能。

反射光谱是一种非侵入式的光学技术, 可提高癌症实时反馈和诊断效率。本文综述了基于反射光谱技术在人体皮肤、口腔、肺、鼻咽等组织疾病的研究概况, 包括离体组织和活体组织反射光谱的检测, 展望了发展前景。

在中药治疗过程中, 以方剂为载体, 注重整体, 采用辨证论治的方法。 为揭示方剂的药队规律, 根据药队协同效应设计法, 将活血化瘀汤方剂拆分为“调和”、 “化瘀生新”、 “活血止痛”、 “补气”四个药队方剂。 由于银纳米粒子可与煎剂产生强交互作用, 并极大地增强拉曼信号, 获取活血化瘀汤、 调和药队煎剂、 化瘀生新药队煎剂、 活血止痛药队煎剂和补气药队煎剂五种方剂煎剂的表面增强拉曼散射(SERS)光谱, 并对所有SERS谱峰进行归属。 主要针对各煎剂中的18个拉曼信号(523, 538, 622, 647, 732, 959, 977, 1 003, 1 048, 1 077, 1 145, 1 245, 1 326, 1 402, 1 456, 1 470, 1 518和1 605 cm-1)进行讨论。 活血化瘀汤SERS光谱中保留了药队煎剂的某些拉曼峰, 如: 538, 622, 647, 732, 959, 1 003, 1 048, 1 326, 1 402, 1 456, 1 470, 1 518和1 605 cm-1。 药队煎剂SERS光谱的某些拉曼峰并未在活血化瘀汤中出现, 如: 1 077, 1 145和1 245 cm-1。 在活血化瘀汤SERS光谱中, 出现了新的拉曼峰, 如: 523和977 cm-1。 新的拉曼峰出现说明新物质的产生。 实验结果表明, 活血化瘀汤所包含的药物成分并非是各药队煎剂所含药物成分的简单相加, SERS光谱可为方剂药队规律研究提供一优异、 有效和准确的检测方法。

激光光镊拉曼光谱技术(LTRS)是一种将激光光镊与共聚焦拉曼光谱技术相结合的产物。 该技术能够保证在生理条件下捕获、 操控、 测量在悬浮状态下单个活性细胞并对其进行生物学分析研究。 这种在单细胞研究上的独特优势使其越来越受到人们的关注。 本文以激光光镊拉曼光谱技术在生物医学上的应用及其技术发展历程为主线, 围绕拉曼光谱技术在细胞分选及细胞的特性研究, 多光镊拉曼光谱系统, 微流控传输系统, 多模式分析系统四个方面综述了近些年来光镊拉曼光谱技术如何通过其他技术联用及其技术的改进实现在多数据采集与整合, 高效率, 高通量和自动化的传输方面的发展, 并概述了LTRS技术生物医学上的应用。 最后, 对其未来的发展前景进行展望。

为揭示单味煎剂与方剂间的关系, 分别测试分析了生地当归药队、 单味药生地和单味药当归煎剂的表面增强拉曼散射（surface-enhanced Raman scattering, SERS）光谱, 并对其进行谱峰归属。 本文主要针对存在于三种煎剂中的17个拉曼信号（538, 622, 732, 761, 835, 876, 959, 1 145, 1 245, 1 276, 1 326, 1 402, 1 456, 1 470, 1 518, 1 546和1 605 cm-1）进行讨论。 生地当归药队煎剂SERS光谱在538, 732, 761, 835, 876, 959, 1 145, 1 245, 1 276, 1 326, 1 402, 1 456, 1 470, 1 518和1 605 cm-1处, 出现15个明显的拉曼信号； 生地煎剂SERS光谱在538, 761, 835, 876, 959, 1 145, 1 245, 1 276, 1 326, 1 402, 1 470, 1 518和1 546 cm-1处, 出现13个明显的拉曼信号； 当归煎剂SERS光谱在538, 622, 732, 761, 835, 876, 959, 1 245, 1 326和1 402 cm-1处, 出现10个明显的拉曼信号。 生地当归药队煎剂SERS光谱保留了和未观察到生地和当归单味煎剂的某些拉曼峰, 且产生了生地和当归单味煎剂中所没有的拉曼信号（1 456和1 605 cm-1）, 即产生新药物成分。 生地当归药队煎剂所包含的药物成分并非是生地和当归单味药物煎剂所含药物成分的简单相加。 结果表明, SERS光谱可能为方剂研究提供一种高灵敏度、 快速准确和操作简单的检测方法。

鼻咽癌是东南亚地区及中国南方地区高发的恶性肿瘤, 具有独特的地理、 种族分布特点, 并且存在恶性程度高、 预后差、 早期诊断困难等问题。 拉曼光谱技术是基于非弹性光散射基本原理的一种快速且无损的检测方法, 能够在分子振动水平上提供生化成分等信息。 综述基于拉曼光谱技术的鼻咽癌组织研究最新进展。 主要介绍了国内外小组采用拉曼光谱及表面增强拉曼光谱（SERS）进行鼻咽癌组织检测研究的概况, 其中重点介绍该研究小组近期在鼻咽癌组织的高波数拉曼光谱、 鼻咽癌组织涂片的拉曼光谱, 以及研发的人活体鼻咽癌组织内镜检测装置及其临床实验情况。 最后, 对鼻咽癌组织拉曼光谱研究的发展前景进行了展望。