表面增强拉曼散射(SERS)技术具有灵敏度高、 检测速度快、 能够实时分析等优势, 广泛应用于医疗、 生物、 食品安全、 环境监测等领域。 目前SERS信号探测方式主要有单点探测、 长程探测两种方式。 由于存在样品分子分布不均、 激光光斑探测范围有限等因素干扰, 单点探测方式的重复性易受到影响。 为了弥补单点探测的不足, 近年来以光波导和光纤为载体的拉曼信号长程探测被大量研究。 归纳总结了近几年SERS信号长程探测的研究进展, 并分析了当前长程探测方式面临的挑战和未来发展趋势。 首先, 介绍了单点探测和长程探测基本原理。 其次, 介绍了基于光纤的SERS信号长程探测研究进展。 基于光纤的SERS信号长程探测方式包括空心光纤和实心光纤两类。 基于空心光纤的SERS信号长程探测方式采用空心光纤作为液体输运与信号传输的复合通道, 具有厘米量级的有效探测距离以及较高灵敏度, 但该探测方式进样困难且复合通道内待测样本分子不易彻底清洗; 基于实心光纤的SERS信号长程探测, 通常使用物理或化学手段对实心光纤的固有结构进行处理, 探测距离一般在微米至毫米量级, 该类型的制作难度相对较高。 然后概述了基于光波导的SERS信号长程探测研究情况。 基于液芯光波导的SERS信号长程探测方式将微流体与SERS相结合, 可有效增加样品分子与SERS“热点”的接触面积, 提高其探测灵敏度。 该方式可达到单分子检测水平, 但在微通道中制备增强介质存在困难。 基于固体光波导的SERS信号长程探测目前大多处于理论分析阶段, 常通过仿真软件对SERS长程探测结构进行研究分析, 探明其作用过程机理。 最后, 对SERS信号长程探测方式研究进展进行了总结和展望, 并提出可行的研究建议, 为SERS信号长程探测相关研究提供参考依据。

硝酸根过量是导致水污染的主要原因之一。针对表面增强拉曼光谱技术直接检测水中硝酸根检出限低，无法达到国家地下水环境质量标准的问题，本课题组制备了一种半胱胺修饰金纳米粒子(AuNPs)的复合SERS基底，利用带正电荷的半胱胺对周围带负电荷的金纳米颗粒进行功能化修饰，增加SERS基底对硝酸根的亲和性，提高其对硝酸根的检测灵敏度。实验结果表明：使用去离子水浸泡自组装10^－3 mol/L半胱胺的盖玻片3 h，再修饰20 mL金溶胶，这样制成的金纳米颗粒-半胱胺复合SERS基底的增强性能最佳，对硝酸钾的增强因子为2.14×10⁵；8片不同基底上硝酸钾SERS信号的相对标准偏差为10.36%，检出限为0.01 mg/L，达到国家地下水环境质量标准规定的Ⅰ类水的检测标准，对光谱法测量水中总氮含量具有重要意义。