本科生就能在顶刊发表共同一作论文，放在全世界范围内恐怕都并非一种常见现象。而在前不久，佛山大学陈文骏教授和自己的本科学生桂佳宝，分别以第一作者和共同一作身份，发表了一篇 Nature 子刊论文。
图 | 陈文骏（来源：陈文骏）
研究中，该课题组提出一种机械-化学活化策略，并以二维硫代亚磷酸锰为基础，设计制造了一种无等离激元表面增强拉曼散射传感器。
使用这种策略的时候，首先要通过在二维硫代亚磷酸锰表面构建褶皱结构，以便大幅增强光与物质之间的相互作用。随后通过氨基等化学基团修饰方法，来显著提高传感器与待检测分子之间的电荷转移效率。
在这两种方法的协同作用之下，可以极大提升表面增强拉曼散射传感器的性能。实验结果显示：在本次机械-化学活化策略的帮助之下，能够针对生物化学分子实现浓度低至 10-19 M（亚阿摩尔级）的探测极限。
基于这一成果该团队已经提交多项国家发明专利申请，其中两项在提交申请两个月左右就已得到授权，这证明本次技术具有较好的实用价值。
（来源：Nature Communications）
在应用前景上：
其一，鉴于表面增强拉曼散射传感器具有良好的柔性，因此可以直接贴附在表面规则或表面不规则的蔬菜和水果上，利用拉曼光谱仪针对农残物进行高精度的快速检测。
其二，对于食品发酵后所产生的危害物质以及对于水体或水产品中存在的危害物质，表面增强拉曼散射技术均有望用对其进行检测。
在论文中，课题组介绍了一种名为亚甲基蓝分子的待检测物，它其实是一种水产养殖中常用的鱼药。不过，过量的亚甲基蓝会对鱼类产生毒性，人类在食用这种鱼之后也会受到健康危害。
而表面增强拉曼散射传感器也能针对水生物中的亚甲基蓝含量进行检测，这说明该传感器在食品安全和环境监测领域极具潜力。
其三，该团队目前正与医学领域的合作者探讨将表面增强拉曼散射传感器用于氨基酸快速检测的可能性，以期将其用于辅助医学诊断和治疗。
（来源：Nature Communications）
设计二维材料基的无等离激元表面增强拉曼散射传感器
据陈文骏介绍，量子信息科学技术的进步，推动了纳米科学和纳米技术的发展。而二维材料具有高活性的边界、原子缺陷和等离激元边缘，通过引入新奇的物理性质和化学性质，其能为量子信息科学的研究提供新平台。
在本次研究之中，该团队主要关注的是：
首先，量子特性能够赋予二维材料以超高的光-物质相互作用效率，并已于近期被用于单声子发射。
其次，在具有量子效应的二维材料体系中，存在着电荷转移和电荷交叉，这让其有望用于量子传感。
对于这两个优势来说，它们恰好符合二维材料基的无等离激元表面增强拉曼散射传感器的设计理念。
陈文骏表示，无等离激元表面增强拉曼散射技术具备高稳定性、高生物兼容性以及高痕量检测能力，在医学诊断、生物监测和残留物检测等领域极具应用前景。
此前，针对基于二维材料的无等离激元表面增强拉曼散射传感器检测性能进行优化时，要么利用调控二维材料的化学组分和相的方法，要么利用构筑异质结构的方法。
同时，表面增强拉曼散射传感器的制备过程非常复杂，检测灵敏度也比较低，这极大限制了它们的实际应用。
