因具有無(wú)損、便捷、高速、穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，拉曼光譜技術(shù)在基礎(chǔ)研究領(lǐng)域備受推崇。當(dāng)前，該技術(shù)已在食品安全、生物醫(yī)藥、分子結(jié)構(gòu)研究、化工、考古及文物鑒定等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。在研究人員的潛心研究下，拉曼光譜技術(shù)越發(fā)成熟，應(yīng)用領(lǐng)域更為深入。
位移差分拉曼光譜技術(shù)取得突破
信號(hào)弱和易受干擾可謂限制拉曼技術(shù)應(yīng)用的最大問(wèn)題。為突破這一瓶頸，研究人員提出了位移差分拉曼光譜技術(shù)(SERDS)。然而，貌似理想的技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中依然存在不少問(wèn)題，比如測(cè)量過(guò)程中的數(shù)據(jù)偏差、算法選擇等。
近期，南京簡(jiǎn)智儀器設(shè)備有限公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)：簡(jiǎn)智儀器)發(fā)布了國(guó)內(nèi)首款便攜式差分拉曼光譜。簡(jiǎn)智儀器在位移差分拉曼光譜技術(shù)上研究多年，作為這一技術(shù)的研究成果，該設(shè)備創(chuàng)新采用了bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，基于任意函數(shù)可以被一個(gè)有三層單元的網(wǎng)絡(luò)以任意精度逼近(cybenko1988)這一原理，通過(guò)迭代最優(yōu)解的方式，將差分、對(duì)齊和基線矯正同時(shí)完成。這一設(shè)備可用來(lái)直接測(cè)量高熒光物質(zhì)，大幅提高系統(tǒng)整體的檢測(cè)靈敏度和信噪比。同時(shí)，它可濾除干擾峰，只保留純凈的拉曼峰，方便研究人員進(jìn)行理論研究。
拉曼光譜助力表觀遺傳學(xué)快速測(cè)序
表觀遺傳學(xué)是遺傳學(xué)研究中最為前沿的領(lǐng)域之一，目前使用的表觀遺傳測(cè)序方法具有繁瑣、費(fèi)時(shí)、價(jià)格昂貴等缺點(diǎn)。5月9日，比利時(shí)校際微電子中心(IMEC)發(fā)表公報(bào)，言稱(chēng)該中心成功開(kāi)發(fā)出了一種能直接讀取單分子DNA堿基的新型光學(xué)納米孔器件，有望用于遺傳學(xué)研究快速測(cè)序。
據(jù)介紹，該新型器件運(yùn)用了表面增強(qiáng)拉曼光譜和納米孔流體技術(shù)。納米流體技術(shù)會(huì)驅(qū)動(dòng)DNA分子穿過(guò)表面等離子體納米縫，穿過(guò)的瞬間，表面增強(qiáng)拉曼光譜被激發(fā)并“繪制”出堿基分子的“指紋圖”，從而達(dá)到化學(xué)鍵水平的精準(zhǔn)識(shí)別。通過(guò)表面增強(qiáng)拉曼光譜和納米孔流體技術(shù)的聯(lián)用，這一納米孔器件不僅可以“讀取”DNA編碼，還可以“讀取”堿基的各種化學(xué)修飾產(chǎn)物。這些修飾產(chǎn)物通常攜帶著與表觀遺傳變異相關(guān)的大量信息，并影響著細(xì)胞中的基因表達(dá)，對(duì)這些修飾產(chǎn)物進(jìn)行觀測(cè)意義重大。
SERRS技術(shù)應(yīng)用于兒茶酚胺檢測(cè)
作為一種重要的針刺效應(yīng)物質(zhì)，兒茶酚胺在生命機(jī)體內(nèi)發(fā)揮著重要作用。當(dāng)前，兒茶酚胺的檢測(cè)手段多種多樣，然而，由于其所在環(huán)境復(fù)雜、含量低、易氧化，檢測(cè)結(jié)果都不甚理想。近日，中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院智能機(jī)械研究所研究員楊良保等人利用表面共振增強(qiáng)拉曼光譜(SERRS)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)血清中兒茶酚胺針刺效應(yīng)物質(zhì)的檢測(cè)。
在研究過(guò)程中，針對(duì)表面增強(qiáng)拉曼光譜(SERS)活性弱的目標(biāo)分子，研究人員使其與拉曼探針結(jié)合，從而顯著提升了目標(biāo)分子的拉曼散射光譜強(qiáng)度。此外，利用算法和SERS指紋識(shí)別的優(yōu)勢(shì)，就可實(shí)現(xiàn)血清中兒茶酚胺物質(zhì)的多組分檢測(cè)。進(jìn)一步利用該功能化基底的Au-0鍵作為內(nèi)標(biāo)信號(hào)，即可對(duì)低濃度下的兒茶酚胺進(jìn)行定量檢測(cè)。
隨著研究的不斷深入，拉曼光譜技術(shù)漸趨成熟，并逐漸開(kāi)始在多個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮作用。如今，各國(guó)的拉曼光譜研究進(jìn)展不斷加快，我們相信，這一無(wú)損智能檢測(cè)技術(shù)將在更多領(lǐng)域釋放出活力，助推其他研究領(lǐng)域取得豐碩成果。
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