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找准sers技术与拉曼仪器结合点 应用才能落地——访上海师范大学化学与材料科学学院杨海峰教授

找准sers技术与拉曼仪器结合点 应用才能落地——访上海师范大学化学与材料科学学院杨海峰教授

认识杨海峰教授是在一次学术会议上，吸引笔者注意的是他的工作落脚点在实际应用，这与大多数高校中的科研工作者有很大的不同。而在本次采访中，杨海峰教授也多次强调，其目前的工作目标就是将自己的科研成果产业化，真正应用在实践中。

对于表面增强拉曼散射(sers)的研究，中国目前大多还处于基础科研阶段，真正应用到实际案例的并不多。杨海峰说，如何找到sers和应用端(比如拉曼仪器)的结合点至关重要，只有资本、仪器制造、解决方案构建、应用市场多方协同，拉曼光谱才可能早日真正走入生活，服务人民。

日前，仪器信息特别采访了杨海峰教授，请他对sers以及拉曼光谱应用研究的现状、存在的问题、未来的发展等谈谈自己的看法。

上海师范大学化学与材料科学学院 杨海峰教授

1997年，杨海峰是上海师范大学物理化学硕士研究生时，开始进行生物分子电极表面吸附行为的拉曼光谱电化学研究，在国内算是较早期在相关领域开展研究工作的；1998年10月到1999年10月，在日本京都教育大学物质科学部研修现代光谱分析，利用极端紫外k层激发-tof技术研究生物小分子结构；2002年，进入湖南大学攻读博士学位，师从俞汝勤院士、沈国励教授和章宗穰教授，将光谱电化学、单分子自组装和拉曼化学成像技术相结合，观察多吸附位点单分子层在电极上的电化学调控行为。

多方齐头并进 sers研究是主攻

据杨海峰介绍，其课题组团队目前有7位教师，40多位研究生，学生自称“拉曼无敌团队”，来自分析化学、高分子材料、制药过程控制技术等多个专业领域。基于学科交叉，课题组研所示版本均为有效究有较大的延展性，涉及表面光谱电化学；sers探针在生物、医学、食品和环境中的传感应用；二维基底制只要选对夹具备与化学成像及燃料电池等。以上四个方向中，目前的主攻方向是sers探针构筑、二维基底制备及其分析应用研究。

杨海峰教授课题组

其中，sers探针研究目标是实现现场快速传感，主要应用于食品安全、环境监测等方面；二维基底研制的目标是开展化学成像，针对细胞和药物的作用机理、细胞对环境应急反应等。杨海峰说，后者是他们目前刚开始做，当然分析手段不局限铝管材于拉曼光谱。

从光谱电化学到拉曼探针；从电极处理到高稳定高灵敏sers基底研制，杨海峰课题组取得了一系列的成果。特别是2008年到2012年之间，在sers基底的合成及应用方面都取得了进展，与国家食品质量监督检验中心合作进行了农残、塑化剂、乌洛托品、硫氢根、苯并芘、罗丹明b等一系列食品安全方面的检测；杨海峰课题组还对sers基底进行功能性拓展，开展了磁优化sers技术的研究，实现了样品的快速分离富集，对果蔬表面的农残检测灵敏度可达fmol级。谈及这些工作时，杨海峰还提到一个个得意门生，朱璇、王娜、杨天溪、徐丽......对他们辛勤而有创新的工作给予肯定。

磁优化sers技术检出唾液中痕量毒品代谢物

对于一路走来的科研经历，杨海峰回忆说，之前读研和刚开始独立研究阶段，发文章会很开心，其中在湖南大学三年读博期间就以第一作者发了6篇学术论文，获得全国百篇优秀博士论文提名奖。在实验室浸染久了，目标和兴趣发生了变化，科研应该体现生产力，好的分析方法必须有实际应用，形成技术解决方案。

没有普适性sers基底，不同分析对象就要针对性设计

sers技术是拉曼光谱领域发展最快的技术，实际应用已引起业界关注和期待，但基底普适性差、稳定性差、灵敏度低等瓶颈问题也很明显，是大家普遍讨论的话题和众多研究的热点。

“当前，sers基底大都用经典的方法合成，在实验室短实验周期内尚可使用，但实际应用时就有不稳定的问题。”杨海峰介绍说，“目前sers基底真正在售的比较少，我们合成了长达18月稳定的基底，达到市售要求，但出货率不高，问题是普适性不高，有些样品sers信号非常好，有些差强人意。”

针对普适性这个目前业界难以解决的问题，杨海峰有自己的见解，他说，“原来我一直在考虑普适性的问题，但是现在观念完全改变了，其实没有普适性，必须有针对性。”所谓的针对性就是必须针对某个样品，开发一个针对性的sers基底，在实验室里必须把科学问题和技术问题都搞清楚，在此基础去构筑专一的sers探针，并同时提供可行的整套的分析技术解决方案。

“对于应用的要求，一是基底灵敏度高、在1035期间稳定性好、选择性好;二是基底要跟方法学及拉曼仪器再开发结合起来。”杨海峰举例到，通常拉曼仪器用光纤探头采样，针对的是袋装/瓶装样品，但是这种探头接触式不利于基于sers基底的分析，仪器制造厂家要根据需求专门定制，针对性涉及各个方面。

找准sers基底和小型拉曼的结合点至关重要

毋庸置疑，sers快速检测离不开小型拉曼光谱仪器的发展，反之，小型拉曼的市场生命力在一定程度上依赖于sers基底的发展。比如，仪器越小型化，相应的性能如灵敏度就越差，这部分的损失完全可以靠sers效应来弥补。

“就现在局势看，仪器‘走’得快，se旋塞阀rs基底‘走’得慢，sers基底制备有进步但未达到期望的水平。如何将二者更好融合?找准sers基底和小型拉曼的结合点至关重要!”杨海峰强调说，“大家不要把sers技术和拉曼光谱仪混同起来，拉曼光谱仪早就有应用市场了，比如在制药行业、毒品稽查方面应用都很成功，相关的仪器厂家在此领域所占份额也不少，但sers技术还在困境里，灵敏度、稳定性、普适性或者选择性，仪器定制化等问题解决依然在路上。”

据悉，杨海峰曾花了三年时间来做sers技术在唾液中或指纹里痕量精神药物的分析应用，最后发现，单靠高校技术支撑是远远不充分的。“sers基底研究和技术应用，即便我们做研究的很专业，但购买使用的用户是不专业的，如何让他们用好，我一直没找到仪器和基底最佳的结合点。”

杨海峰说，“非常期待sers基底和小型拉曼光谱仪，在形成技术解决方案时，有技术公司早期参与，由它来牵头进行技术产业化过程。只有产、学、研、仪器厂家，以及市场五方联动，才有可能找到技术应用的途径和出口;小型拉曼仪与sers基底的完美结合，应用才能实实在在落地，才能进入家庭，才能发展成为poct的基础手段之一。”

采访中，杨海峰同时指出，拉曼光谱真要走向应用的话就要离开实验室，走向社会。只是当前，很多单位买了仪器却没有用起来，究其原因是针对性的拉曼光谱分析解决方案还比较欠缺。对此，杨海峰说，在开发初期，仪器研发与解决方案提供方就要洽谈融合在一起，最后应该没有拉曼的概念，只有农残分析仪、癌症早期筛选仪、毒品检测仪等。基于此，杨海峰呼吁仪器厂家和科研机构在仪器开发的早期就展开合作，一起寻找彼此的契合点。

sers落地开花一定需资本推动

对于未来的市场前景，杨海峰看得更远。据他介绍，现在走入家庭的血糖仪，已经产生了巨大的市场利润，但是这属于化学类别唯一成功的典范。“如果拉曼变成附件的一部分，变成七台河玩具了，或许将是人类第一款能进入家庭的科学仪器，就可以解决大健康、食品安全的检测、珠宝鉴定等很多让现代的人们一直比较纠结的事情，拉曼可能是第一个真正走进大众生活的‘高端’仪器。”杨海峰展望到。

“当然，如果能实现如上的设想，sers基底也会卖得很好，我们就可以开发出很多专用的探针。所以我现在的目标是，针对一个体系就开发一种探三坐标针，这个探针只测一样东西，未来的前景非常大。”

不过，前景是美好的，过程却很现实。杨海峰说，sers技术要成功最后一定要有资本的推动。资本、转化、技术、目标应用市场，这四部分一定是成功故事的全部。

“产业化和单纯科研有差异大，一个方法从后台要走到前台应用，必须从产业化的角度来考虑原来所有技术方案的设计，包括每一个细节，温度、湿度，甚至器皿，这些都是我们之前不曾考虑的。只有在资本推动下，工艺在每个细节上都从转化角度考虑周全，科研将转化作为目标，才能走对方向。”

杨海峰研究团队成功承办全国第二届生物医学拉曼光谱学术会议

后记：本次采访，笔者又认识到了杨海峰教授的另一面，他是一位善于思考，善于取长补短，善于剖析自己的科研工作者。不仅如此，他还能跳出自己的圈子，用发展的、商业的眼光去展望未来技术的发展。

采访过程中，他多次强调：一个人的力量是不够的。他说，sers技术要实现最终实用的目标，仪器、基底、解决方案；技术、企业、转化、资本、市场等一个也不能少。但这不是一个人能完成的，也不是一个单位可以搞定的，需要有人牵头，大家一起携手打造，最终的目标不是为了发文章，而是为了解决实际问题。采访的最后，杨海峰教授说：“我非常希望sers基底与小型拉曼最后‘结婚’了，举行一个很好的‘婚礼’，得到很好的发展结果。”