摘要

表面增强拉曼散射（Surface-Enhanced Raman Scattering, SERS）技术依托等离激元纳米结构的信号放大效应，实现了对目标物质的超灵敏、高特异性指纹识别，已成为病毒检测与环境污染物监测领域的核心技术之一。本报告系统阐述了等离激元SERS探针的基本原理、制备方法，重点分析其在病毒（呼吸道病毒、肠道病毒等）和污染物（重金属、有机污染物、微塑料等）检测中的应用研究进展，深入探讨当前技术面临的瓶颈，并展望未来发展趋势，为该技术的进一步优化、产业化转化及实际场景应用提供理论支撑与实践参考。

关键词

等离激元；SERS探针；病毒检测；污染物监测；超灵敏检测

一、引言

全球公共卫生安全与生态环境质量面临严峻挑战，新型病毒的频繁爆发、各类污染物的广泛残留，对检测技术的灵敏度、特异性、快速性提出了更高要求。传统检测方法如病毒检测中的实时荧光定量PCR（RT-qPCR）、酶联免疫吸附试验（ELISA），污染物检测中的原子吸收光谱（AAS）、高效液相色谱（HPLC）等，虽具备一定的检测性能，但普遍存在操作复杂、检测周期长、仪器昂贵、难以现场快速筛查等局限性，无法满足突发公共卫生事件应急响应与环境实时监测的需求。

等离激元SERS探针技术基于贵金属纳米材料（金、银等）的局域表面等离激元共振（Localized Surface Plasmon Resonance, LSPR）效应，可将拉曼信号增强10⁴~101⁴倍，实现单分子级别的检测灵敏度，同时凭借拉曼光谱的“分子指纹”特性，可精准区分目标物质与干扰组分，且具备检测速度快、样品用量少、可便携化等优势。自1974年SERS现象被首次发现以来，随着纳米材料制备技术、光谱检测技术及表面修饰技术的不断突破，等离激元SERS探针已逐步应用于病毒溯源、环境监测、食品安全等多个领域，展现出广阔的应用前景。本报告聚焦其在病毒和污染物检测中的核心应用，全面梳理技术研究现状与发展方向，为相关领域的研究人员与从业者提供参考。

二、等离激元SERS探针的基本原理与制备技术

2.1 核心原理

等离激元SERS探针的信号增强效应主要源于两大机制，即电磁增强（Electromagnetic Enhancement, EM）和化学增强（Chemical Enhancement, CM），其中电磁增强是主导机制，贡献了90%以上的信号增强效果，化学增强则起到辅助放大作用。

电磁增强机制源于贵金属纳米颗粒（如金纳米球、银纳米棒、金纳米星等）的局域表面等离激元共振。当特定波长的激光照射到贵金属纳米颗粒表面时，纳米颗粒中的自由电子会在入射光电场的驱动下发生集体振荡，形成局域化的强电磁场（即“热点”），该电磁场强度可达到入射光电场的102~10⁷倍。当目标分子吸附于纳米颗粒表面或“热点”区域时，其拉曼散射信号会被强电磁场显著放大，从而实现超灵敏检测。纳米颗粒的尺寸、形貌、组成及排列方式，直接影响LSPR效应的强度与“热点”的密度，进而决定SERS探针的检测性能。

化学增强机制主要源于目标分子与贵金属纳米颗粒表面之间的电荷转移作用。贵金属纳米颗粒表面的电子态与目标分子的分子轨道存在能级匹配关系，当分子吸附于纳米颗粒表面时，会发生电子从金属表面向分子轨道（或反之）的转移，改变分子的极化率，从而增强拉曼散射信号，其增强倍数通常为10~100倍。例如，ZnO修饰的碳纳米管可通过共振效应将局部电场提升5×10⁴倍，显著提高检测灵敏度。此外，表面修饰分子与目标分子的特异性相互作用（如抗原-抗体结合、核酸互补配对、配位作用等），可进一步提高探针的特异性，减少干扰信号。

2.2 制备技术

等离激元SERS探针的制备核心是贵金属纳米颗粒的合成与表面功能化修饰，需兼顾纳米颗粒的分散性、稳定性、等离激元效应及对目标物质的特异性识别能力。

2.2.1 贵金属纳米颗粒的合成方法

目前，贵金属纳米颗粒的合成主要采用化学还原法、种子生长法、模板法等，不同方法可制备出不同尺寸、形貌的纳米颗粒，以适配不同的检测需求。

化学还原法是最常用、最简便的合成方法，其原理是利用还原剂（如柠檬酸钠、硼氢化钠、抗坏血酸等）将贵金属盐（如氯金酸、硝酸银等）还原为纳米颗粒，通过调控还原剂用量、反应温度、反应时间等参数，可控制纳米颗粒的尺寸（5~100 nm）与形貌（球形、棒状、片状等）。该方法操作简单、成本较低、可大规模合成，适合工业化生产，但制备的纳米颗粒分散性较差，易发生团聚，影响等离激元效应。

种子生长法是在化学还原法的基础上发展而来，先制备出尺寸较小的“种子”纳米颗粒（如2~5 nm的金种子），再将种子加入到含有贵金属盐、还原剂与形貌控制剂的体系中，使贵金属原子在种子表面定向生长，形成特定形貌的纳米颗粒（如银纳米棒、金纳米星等）。该方法可精准控制纳米颗粒的尺寸与形貌，制备的纳米颗粒分散性好、等离激元效应强，是制备高性能SERS探针的核心方法，但操作步骤相对复杂，反应条件要求较高。

模板法以多孔材料（如阳极氧化铝、介孔硅、聚合物微球等）为模板，将贵金属盐溶液注入模板孔道中，通过还原反应使贵金属原子在模板表面沉积，形成与模板孔道结构匹配的纳米颗粒（如纳米线、纳米管等）。该方法制备的纳米颗粒尺寸均一、排列有序，可形成高密度的“热点”，但模板的制备与去除过程复杂，成本较高，难以大规模应用。

2.2.2 表面功能化修饰

未经修饰的贵金属纳米颗粒易团聚、稳定性差，且无法特异性识别目标物质，因此需对其进行表面功能化修饰，主要分为两步：一是包覆保护层，提高纳米颗粒的分散性与稳定性；二是修饰识别分子，实现对目标物质的特异性捕获。

保护层包覆常用的材料有二氧化硅（SiO₂）、聚乙二醇（PEG）、壳聚糖等。SiO₂包覆可形成核-壳结构（如Au@SiO₂、Ag@SiO₂），有效防止纳米颗粒团聚，同时可通过调控SiO₂壳层厚度，优化“热点”分布；PEG包覆可提高纳米颗粒的水溶性与生物相容性，减少非特异性吸附，适合生物样品（如病毒）的检测。

识别分子修饰需根据目标物质的类型选择合适的识别单元，如病毒检测中常用抗原、抗体、核酸适配体等，可特异性结合病毒表面的蛋白或核酸；污染物检测中常用螯合剂、分子印迹聚合物、DNA适配体等，可特异性捕获重金属离子、有机污染物等。识别分子通过共价结合、非共价结合（如静电作用、氢键作用）等方式固定在纳米颗粒表面，实现探针与目标物质的特异性结合，从而提高检测的特异性。例如，半胱氨酸功能化的金@银核壳纳米粒子（Au@Ag NPs）可与Pb2⁺形成内络盐，实现对铅离子的特异性检测。

三、等离激元SERS探针在病毒检测中的应用研究

病毒具有传染性强、变异快、潜伏期长等特点，快速、精准的检测是疫情防控的关键。等离激元SERS探针凭借超灵敏、高特异性、快速检测的优势，可实现对病毒的早期筛查、溯源与定量检测，目前已在呼吸道病毒、肠道病毒、肝炎病毒等多种病毒检测中开展了大量研究，部分技术已进入临床验证阶段。

3.1 呼吸道病毒检测

呼吸道病毒（如新冠病毒、流感病毒、呼吸道合胞病毒等）主要通过飞沫传播，传染性强，易引发大规模爆发，对其快速检测具有重要意义。传统RT-qPCR方法虽为金标准，但检测周期长（2~4小时），需专业实验室与操作人员，难以满足现场应急检测需求。等离激元SERS探针可实现对呼吸道病毒的快速、超灵敏检测，检测时间可缩短至10~30分钟，且可实现单病毒颗粒检测。

在新冠病毒（SARS-CoV-2）检测中，研究人员通过制备银纳米棒SERS探针，将新冠病毒刺突蛋白（S蛋白）的特异性抗体修饰在银纳米棒表面，当探针与新冠病毒结合后，病毒表面的蛋白分子会吸附于银纳米棒的“热点”区域，其拉曼信号被显著放大，通过检测特定拉曼位移（对应S蛋白的特征峰），可实现对新冠病毒的特异性检测，检测限低至102 TCID₅₀/mL，且可区分新冠病毒与流感病毒、呼吸道合胞病毒等干扰病毒，无交叉反应。福建师范大学王静研究员团队创新性开发了基于多价纳米抗体功能化的等离子体探针（MVP），结合金银合金纳米盒单粒子信号放大效应，构建SERS微流控免疫检测平台，对78例新冠鼻咽拭子样本的检测结果与RT-qPCR金标准一致性达84.6%，AUC值为0.9063，充分验证了该技术的准确性与实用性。

在流感病毒检测中，采用金纳米星SERS探针，修饰流感病毒血凝素（HA）的核酸适配体，利用适配体与HA蛋白的特异性结合，实现对流感病毒H1N1、H3N2亚型的特异性检测，检测限可达101 PFU/mL，且可在复杂生物样品（如鼻咽拭子、唾液）中实现精准检测，不受唾液中蛋白质、核酸等干扰组分的影响。

3.2 肠道病毒检测

肠道病毒（如脊髓灰质炎病毒、诺如病毒、轮状病毒等）主要通过粪-口途径传播，易引发儿童腹泻、神经系统疾病等，对婴幼儿健康构成严重威胁。传统ELISA方法灵敏度较低，难以检测出早期低浓度病毒，而等离激元SERS探针可实现对肠道病毒的超灵敏检测，为早期防控提供支撑。

在诺如病毒检测中，研究人员制备Au@SiO₂核-壳结构SERS探针，将诺如病毒衣壳蛋白的特异性抗体修饰在SiO₂壳层表面，同时引入拉曼报告分子（如罗丹明6G），当探针与诺如病毒结合后，拉曼报告分子的信号会因“热点”效应被放大，通过检测报告分子的特征拉曼峰，可实现对诺如病毒的定量检测，检测限低至101 copies/mL，且检测时间仅需20分钟，可用于食品、饮用水中诺如病毒的快速筛查。

在轮状病毒检测中，采用银纳米颗粒SERS探针，修饰轮状病毒VP7蛋白的抗原，利用抗原-抗体特异性结合原理，实现对轮状病毒的检测，检测限可达10⁰ PFU/mL，且可在粪便样品中实现精准检测，有效解决了传统方法在粪便样品中干扰严重、灵敏度低的问题。

3.3 其他病毒检测

除呼吸道病毒与肠道病毒外，等离激元SERS探针还在肝炎病毒、艾滋病病毒（HIV）、疱疹病毒等多种病毒检测中开展了研究。在乙肝病毒（HBV）检测中，通过制备金纳米棒-石墨烯复合SERS探针，修饰HBV表面抗原的抗体，实现对HBV表面抗原的超灵敏检测，检测限低至0.1 ng/mL，较传统ELISA方法灵敏度提升100倍；在HIV检测中，利用核酸适配体修饰的金纳米颗粒SERS探针，结合拉曼成像技术，可实现对HIV病毒颗粒的单分子成像与检测，为HIV的早期诊断与治疗监测提供了新方法。

3.4 病毒检测的优势与局限

与传统病毒检测方法相比，等离激元SERS探针具有以下优势：一是灵敏度高，可实现单分子、单病毒颗粒检测，适合病毒早期感染的筛查；二是特异性强，凭借拉曼光谱的“分子指纹”特性，可精准区分不同病毒及变异株；三是检测速度快，无需复杂样品预处理，检测时间可缩短至30分钟以内，适合现场应急检测；四是样品用量少，仅需微升级样品，可减少对检测对象的损伤（如婴幼儿、重症患者）。

同时，该技术在病毒检测中也存在一定局限：一是探针的稳定性较差，贵金属纳米颗粒易团聚，影响检测重复性；二是复杂生物样品（如血液、粪便）中的干扰组分（如蛋白质、核酸、脂质）可能会吸附于探针表面，产生非特异性拉曼信号，干扰检测结果；三是探针的制备成本较高，难以大规模普及应用；四是缺乏标准化的检测流程与仪器，不同实验室的检测结果可比性较差。

四、等离激元SERS探针在污染物检测中的应用研究

环境污染物（如重金属、有机污染物、微塑料、挥发性有机物等）广泛存在于水体、土壤、大气中，具有毒性强、残留时间长、易富集等特点，对生态环境与人类健康构成严重威胁。传统污染物检测方法操作复杂、检测周期长、仪器昂贵，且难以检测出低浓度污染物（如ppb级、ppt级）。等离激元SERS探针凭借超灵敏、高特异性的优势，可实现对各类污染物的痕量、快速检测，目前已广泛应用于水体、土壤、大气污染物的监测中。

4.1 重金属污染物检测

重金属污染物（如汞、铅、砷、铬、镉等）具有强毒性、难降解性，易在水体、土壤中富集，通过食物链进入人体，引发神经损伤、癌症等疾病。传统原子吸收光谱、电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）等方法虽灵敏度较高，但仪器昂贵、操作复杂，难以实现现场快速监测。等离激元SERS探针可实现对重金属离子的痕量、快速检测，检测限可达到ppb级甚至ppt级。

重金属检测主要分为无标记直接检测与分子探针介导的间接检测两种方式。直接检测依赖于重金属离子与SERS基底的相互作用产生特征峰，例如砷离子与银纳米结构形成As–O–Ag键，在811 cm⁻1处产生特异性拉曼信号，但此类方法易受复杂基质干扰，灵敏度有限。间接检测通过设计拉曼报告分子，其光谱在金属配位时发生位移或强度变化，实现间接定量，例如汞离子与苯乙炔修饰的银纳米粒子结合后，C≡C伸缩振动峰（1988 cm⁻1）显著减弱，检测限达0.1 nM。

研究人员通过制备金纳米颗粒SERS探针，修饰巯基乙胺（MEA）作为螯合剂，MEA中的巯基（-SH）可与汞离子（Hg2⁺）特异性结合，形成稳定的螯合物，导致金纳米颗粒团聚，“热点”密度增加，拉曼信号显著增强，通过检测拉曼信号的强度变化，可实现对Hg2⁺的定量检测，检测限低至0.1 ppb，且可在复杂水体（如河水、海水）中实现精准检测，不受其他金属离子（如Pb2⁺、Cd2⁺、Cu2⁺）的干扰。采用半胱氨酸功能化的金@银核壳纳米粒子（Au@Ag NPs），可与Pb2⁺形成内络盐，引发聚集和热点生成，检测限低至1 pM，展现出优异的检测性能。

4.2 有机污染物检测

有机污染物（如多环芳烃、农药残留、抗生素、染料等）广泛存在于水体、土壤中，具有致癌、致畸、致突变等特性，对生态环境与人类健康危害极大。等离激元SERS探针可凭借拉曼光谱的“分子指纹”特性，实现对有机污染物的特异性识别与痕量检测，无需复杂样品预处理，检测速度快。

在多环芳烃（如苯并芘、萘、菲）检测中，多环芳烃分子具有较强的拉曼活性，可直接吸附于贵金属纳米颗粒表面，其拉曼信号被“热点”效应放大，通过检测特定拉曼位移（如苯并芘的拉曼位移为1240 cm⁻1、1300 cm⁻1），可实现对多环芳烃的特异性检测，检测限低至1 ppb，可用于土壤、水体中多环芳烃的快速筛查。

在农药残留检测中，研究人员制备银纳米棒SERS探针，修饰有机磷农药（如毒死蜱、敌敌畏）的特异性抗体，利用抗原-抗体特异性结合原理，实现对有机磷农药的检测，检测限低至0.01 ppm，且可在蔬菜、水果样品中实现精准检测，检测时间仅需15分钟，较传统HPLC方法（检测周期1~2小时）大幅缩短。在抗生素检测中，采用金纳米星SERS探针，修饰四环素类抗生素的核酸适配体，实现对四环素、土霉素等抗生素的同时检测，检测限均低于0.1 ppm，且可避免其他抗生素的干扰。

在染料污染物检测中，通过设计Ag-Au异质结构复合基底，结合纳米孔隙阵列与贵金属协同效应，构建高性能SERS传感平台，对罗丹明6G、孔雀石绿等有机染料的检测限低至10⁻1⁴ M，相当于单分子检测水平，较传统金基底提升2个数量级。

4.3 微塑料与挥发性有机物检测

微塑料（直径小于5 mm的塑料颗粒）作为新型环境污染物，广泛存在于水体、土壤、大气中，易被水生生物、陆生生物摄入，通过食物链富集，对生态系统与人类健康构成潜在威胁。传统微塑料检测方法主要依靠显微镜观察、红外光谱分析，操作繁琐、效率低，且难以检测出纳米级微塑料。等离激元SERS探针可实现对微塑料的快速、高灵敏度检测，同时可区分不同类型的微塑料（如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等）。

研究人员通过制备银纳米颗粒SERS探针，修饰特定的分子印迹聚合物，该聚合物可特异性识别微塑料表面的官能团，当探针与微塑料结合后，微塑料的拉曼信号被显著放大，通过检测微塑料的特征拉曼峰，可实现对微塑料的检测，检测限低至10⁻⁶ g/cm3，较传统浸提法灵敏度提升1000倍。结合SEM形态学分析与SERS光谱特征，可实现聚乙烯（PE）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚丙烯（PP）、聚苯乙烯（PS）四类微塑料的区分，识别准确率达98.7%，其中PS在521 cm⁻1处有特征峰，PET在894 cm⁻1处出现宽峰。

在挥发性有机物（如甲醛、苯、甲苯）检测中，利用4-氨基噻吩酚（4-ATP）功能化策略，4-ATP作为功能探针可与甲醛发生特异性反应，形成5-氨基-4-巯基-1,3-二噻吩甲烷（ATP-F）共轭物，该反应在785 nm激发下量子产率达72%，显著增强特征峰（1620-1640 cm⁻1）的信噪比，检测限低至7.8 pM。该方法可实现对空气中甲醛的动态监测，检测限达0.1 ppb，可实时评估室内装修材料的安全性。

4.4 污染物检测的优势与局限

与传统污染物检测方法相比，等离激元SERS探针具有以下优势：一是灵敏度高，可实现痕量（ppb级、ppt级）、单分子检测，适合低浓度污染物的早期监测；二是特异性强，可精准区分不同类型的污染物，避免干扰组分的影响；三是检测速度快，无需复杂样品预处理，可实现现场快速检测；四是可实现多污染物同时检测，通过修饰不同的识别分子，可同时检测多种重金属、有机污染物等。

其局限主要体现在：一是探针在复杂环境样品（如高浓度干扰组分的水体、土壤）中的稳定性较差，易发生团聚，影响检测准确性；二是部分污染物（如低拉曼活性的有机物）的拉曼信号较弱，需引入拉曼报告分子，增加了探针制备的复杂性；三是探针的回收利用率较低，易造成二次污染；四是缺乏标准化的检测仪器与方法，难以实现产业化大规模应用。

五、当前技术面临的瓶颈5.1 探针性能有待优化

目前，等离激元SERS探针的稳定性与重复性仍存在较大不足。贵金属纳米颗粒在水溶液、复杂生物样品或环境样品中易发生团聚，导致“热点”消失，拉曼信号减弱，影响检测重复性；同时，探针表面的识别分子（如抗体、适配体）易发生变性，降低探针的特异性与检测寿命。此外，探针的“热点”分布不均匀，难以实现对目标物质的均匀信号放大，导致检测准确性不足。纯等离激元基底（如Au/Ag NPs）成本低但重现性差，混合基底与复合结构基底的制备工艺复杂，难以平衡性能与成本。

5.2 样品预处理技术不完善

在实际样品（如生物样品、环境样品）检测中，样品中存在大量干扰组分（如蛋白质、核酸、脂质、其他污染物），这些干扰组分会吸附于SERS探针表面，产生非特异性拉曼信号，干扰检测结果；同时，部分目标物质（如低浓度病毒、痕量污染物）在样品中的含量极低，需进行样品富集，但现有样品预处理方法（如离心、过滤、萃取）操作复杂、富集效率低，难以满足检测需求。此外，复杂基质中的悬浮颗粒、多离子干扰会进一步影响检测准确性，虽可通过表面修饰改善抗干扰能力，但效果有限。

5.3 检测仪器与方法缺乏标准化

目前，等离激元SERS检测主要依赖于实验室大型拉曼光谱仪，仪器昂贵、体积庞大，难以实现现场快速检测与便携化应用；虽然已开发出小型便携式拉曼光谱仪，但检测灵敏度与分辨率较低，无法满足超灵敏检测需求。同时，缺乏标准化的检测方法与流程，不同实验室采用的探针制备方法、检测条件（如激光波长、检测时间）存在差异，导致检测结果可比性较差，难以形成统一的行业标准。此外，信号解析缺乏统一的标准，复杂样品中的光谱重叠问题难以有效解决。

5.4 产业化转化难度大

等离激元SERS探针的制备过程复杂、成本较高，尤其是抗体、适配体等识别分子的价格昂贵，难以实现大规模量产；同时，探针的储存与运输条件要求较高（如低温、避光），增加了产业化应用的成本与难度。此外，该技术在实际场景中的应用验证不足，缺乏与传统检测方法的长期对比数据，市场认可度较低，难以实现商业化推广。目前，SERS技术仍主要局限于实验室研究，尚未成功进入分析化学的主流应用领域，核心瓶颈在于难以实现真实场景中稳健、可靠且精准的定量检测。

六、未来发展趋势6.1 探针性能的精准优化

未来，将重点围绕纳米材料的形貌调控、表面修饰技术的创新，优化SERS探针的性能。通过种子生长法、模板法等精准控制纳米颗粒的尺寸、形貌与排列方式，构建高密度、均匀分布的“热点”，提高信号放大效率；开发新型保护层材料（如新型聚合物、二维材料），提高探针的稳定性与分散性，防止纳米颗粒团聚；采用新型识别分子（如纳米抗体、分子印迹聚合物），提高探针的特异性与检测寿命，同时降低制备成本。此外，将多价识别分子引入探针设计，可进一步提升对目标物质的亲和力与识别效率。探索等离激元-Free基底（如MOF、MXene），有望降低成本并增强化学特异性。

6.2 样品预处理技术的创新

开发高效、简便、快速的样品预处理与富集技术，是推动该技术实际应用的关键。未来将结合微流控芯片、纳米纤维、磁性分离等技术，实现样品的快速富集与净化，提高目标物质的浓度，减少干扰组分的影响；例如，将SERS探针与磁性纳米颗粒结合，利用磁场作用实现探针与目标物质的快速分离与富集，简化样品预处理流程，提高检测效率。同时，开发无预处理直接检测技术，实现对复杂样品中目标物质的快速筛查，结合咖啡环效应等预浓缩方法，提升痕量目标物质的检出能力。

6.3 检测仪器的便携化与智能化

推动SERS检测仪器的小型化、便携化与智能化发展，满足现场应急检测与实际应用需求。未来将开发高灵敏度、高分辨率的小型便携式拉曼光谱仪，集成微流控芯片、信号放大模块与数据处理模块，实现“样品进、结果出”的一站式检测；同时，结合人工智能（AI）、机器学习等技术，开发智能化数据处理算法，实现拉曼光谱的快速解析、干扰信号的自动剔除与检测结果的精准判断，提高检测效率与准确性。基于该技术可研制尺寸<5 cm2的便携式SERS光谱仪，检测速度达10样本/分钟，结合物联网（IoT）技术可构建连续监测系统。此外，可穿戴式SERS传感器将成为新的发展方向，实现对人体健康与环境质量的实时、无创监测。

6.4 多领域融合与产业化转化

加强等离激元SERS探针技术与其他领域（如材料科学、生物医学、环境科学、微电子技术）的融合，拓展其应用场景。在病毒检测领域，推动探针与新冠疫苗、抗病毒药物的结合，实现病毒感染的早期筛查与治疗监测一体化；在污染物检测领域，开发可回收、可重复利用的SERS探针，减少二次污染，推动其在环境实时监测中的规模化应用。同时，加强产学研合作，优化探针制备工艺，降低生产成本，建立标准化的检测方法与仪器，推动该技术的产业化转化，实现商业化推广。结合微流控芯片可构建在线监测系统，集成大量纳米结构位点，实现每小时检测100升水样，提升监测效率。

6.5 多目标同时检测技术的发展

未来将重点发展多目标同时检测技术，通过修饰多种识别分子、设计多波长激发的SERS探针，实现对多种病毒、多种污染物的同时检测，提高检测效率，降低检测成本。例如，在环境监测中，实现对水体中多种重金属、有机污染物的同时检测；在公共卫生领域，实现对多种呼吸道病毒的同时筛查，为突发公共卫生事件的应急响应提供支撑。利用缝隙增强拉曼探针（GERTs）的多重编码能力，可嵌入多个拉曼分子实现多目标检测，提升检测的综合性。

七、结论

等离激元SERS探针技术基于贵金属纳米材料的局域表面等离激元共振效应，实现了对目标物质的超灵敏、高特异性、快速检测，在病毒检测与污染物监测领域展现出广阔的应用前景。该技术可突破传统检测方法的局限性，实现单分子、单病毒颗粒及痕量污染物的检测，为病毒早期感染筛查、环境污染物实时监测提供了新的技术路径。

目前，等离激元SERS探针在病毒（呼吸道病毒、肠道病毒等）和污染物（重金属、有机污染物、微塑料等）检测中已开展了大量研究，取得了显著进展，部分技术已进入临床验证或现场试用阶段。但该技术仍面临探针性能有待优化、样品预处理技术不完善、检测仪器与方法缺乏标准化、产业化转化难度大等瓶颈，限制了其大规模实际应用。

未来，随着纳米材料制备技术、表面修饰技术、样品预处理技术及检测仪器的不断创新，等离激元SERS探针的性能将逐步优化，检测方法将趋于标准化，产业化转化进程将不断加快。通过多学科融合，该技术将进一步拓展应用场景，实现病毒检测、环境监测、食品安全等多领域的全覆盖，为全球公共卫生安全与生态环境保护提供强有力的技术支撑。通过开发标准化制备流程、结合机器学习优化光谱解析、构建微流控-IoT集成平台等策略，有望推动SERS技术成为环境健康监测与生物医学检测中不可或缺的超灵敏分析工具。

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