認(rèn)識(shí)楊海峰教授是在一次學(xué)術(shù)會(huì)議上，吸引筆者注意的是他的工作落腳點(diǎn)在實(shí)際應(yīng)用，這與大多數(shù)高校中的科研工作者有很大的不同。而在本次采訪中，楊海峰教授也多次強(qiáng)調(diào)，其目前的工作目標(biāo)就是將自己的科研成果產(chǎn)業(yè)化，真正應(yīng)用在實(shí)踐中。

對(duì)于表面增強(qiáng)拉曼散射(SERS)的研究，中國(guó)目前大多還處于基礎(chǔ)科研階段，真正應(yīng)用到實(shí)際案例的并不多。楊海峰說(shuō)，如何找到SERS和應(yīng)用端(比如拉曼儀器)的結(jié)合點(diǎn)至關(guān)重要，只有資本、儀器制造、解決方案構(gòu)建、應(yīng)用市場(chǎng)多方協(xié)同，拉曼光譜才可能早日真正走入生活，服務(wù)人民。

日前，91儀器信息網(wǎng)特別采訪了楊海峰教授，請(qǐng)他對(duì)SERS以及拉曼光譜應(yīng)用研究的現(xiàn)狀、存在的問(wèn)題、未來(lái)的發(fā)展等談?wù)勛约旱目捶ā?p>

上海師范大學(xué)化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院 楊海峰教授

1997年，楊海峰是上海師范大學(xué)物理化學(xué)碩士研究生時(shí)，開(kāi)始進(jìn)行生物分子電極表面吸附行為的拉曼光譜電化學(xué)研究，在國(guó)內(nèi)算是較早期在相關(guān)領(lǐng)域開(kāi)展研究工作的；1998年10月到1999年10月，在日本京都教育大學(xué)物質(zhì)科學(xué)部研修現(xiàn)代光譜分析，利用極端紫外K層激發(fā)-TOF技術(shù)研究生物小分子結(jié)構(gòu)；2002年，進(jìn)入湖南大學(xué)攻讀博士學(xué)位，師從俞汝勤院士、沈國(guó)勵(lì)教授和章宗穰教授，將光譜電化學(xué)、單分子自組裝和拉曼化學(xué)成像技術(shù)相結(jié)合，觀察多吸附位點(diǎn)單分子層在電極上的電化學(xué)調(diào)控行為。

多方齊頭并進(jìn) SERS研究是主攻

據(jù)楊海峰介紹，其課題組團(tuán)隊(duì)目前有7位教師，40多位研究生，學(xué)生自稱(chēng)“拉曼無(wú)敵團(tuán)隊(duì)”，來(lái)自分析化學(xué)、高分子材料、制藥過(guò)程控制技術(shù)等多個(gè)專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域。基于學(xué)科交叉，課題組研究有較大的延展性，涉及表面光譜電化學(xué)；SERS探針在生物、醫(yī)學(xué)、食品和環(huán)境中的傳感應(yīng)用；二維基底制備與化學(xué)成像及燃料電池等。以上四個(gè)方向中，目前的主攻方向是SERS探針構(gòu)筑、二維基底制備及其分析應(yīng)用研究。

楊海峰教授課題組

其中，SERS探針研究目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)快速傳感，主要應(yīng)用于食品安全、環(huán)境監(jiān)測(cè)等方面；二維基底研制的目標(biāo)是開(kāi)展化學(xué)成像，針對(duì)細(xì)胞和藥物的作用機(jī)理、細(xì)胞對(duì)環(huán)境應(yīng)急反應(yīng)等。楊海峰說(shuō)，后者是他們目前剛開(kāi)始做，當(dāng)然分析手段不局限于拉曼光譜。

從光譜電化學(xué)到拉曼探針；從電極處理到高穩(wěn)定高靈敏SERS基底研制，楊海峰課題組取得了一系列的成果。特別是2008年到2012年之間，在SERS基底的合成及應(yīng)用方面都取得了進(jìn)展，與國(guó)家食品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心合作進(jìn)行了農(nóng)殘、塑化劑、烏洛托品、硫氫根、苯并芘、羅丹明B等一系列食品安全方面的檢測(cè)；楊海峰課題組還對(duì)SERS基底進(jìn)行功能性拓展，開(kāi)展了磁優(yōu)化SERS技術(shù)的研究，實(shí)現(xiàn)了樣品的快速分離富集，對(duì)果蔬表面的農(nóng)殘檢測(cè)靈敏度可達(dá)fmol級(jí)。談及這些工作時(shí)，楊海峰還提到一個(gè)個(gè)得意門(mén)生，朱璇、王娜、楊天溪、徐麗......對(duì)他們辛勤而有創(chuàng)新的工作給予肯定。

磁優(yōu)化SERS技術(shù)檢出唾液中痕量毒品代謝物

對(duì)于一路走來(lái)的科研經(jīng)歷，楊海峰回憶說(shuō)，之前讀研和剛開(kāi)始獨(dú)立研究階段，發(fā)文章會(huì)很開(kāi)心，其中在湖南大學(xué)三年讀博期間就以第一作者發(fā)了6篇學(xué)術(shù)論文，獲得全國(guó)百篇優(yōu)秀博士論文提名獎(jiǎng)。在實(shí)驗(yàn)室浸染久了，目標(biāo)和興趣發(fā)生了變化，科研應(yīng)該體現(xiàn)生產(chǎn)力，好的分析方法必須有實(shí)際應(yīng)用，形成技術(shù)解決方案。

沒(méi)有普適性SERS基底，不同分析對(duì)象就要針對(duì)性設(shè)計(jì)

SERS技術(shù)是拉曼光譜領(lǐng)域發(fā)展最快的技術(shù)，實(shí)際應(yīng)用已引起業(yè)界關(guān)注和期待，但基底普適性差、穩(wěn)定性差、靈敏度低等瓶頸問(wèn)題也很明顯，是大家普遍討論的話題和眾多研究的熱點(diǎn)。

“當(dāng)前，SERS基底大都用經(jīng)典的方法合成，在實(shí)驗(yàn)室短實(shí)驗(yàn)周期內(nèi)尚可使用，但實(shí)際應(yīng)用時(shí)就有不穩(wěn)定的問(wèn)題?！睏詈７褰榻B說(shuō)，“目前SERS基底真正在售的比較少，我們合成了長(zhǎng)達(dá)18月穩(wěn)定的基底，達(dá)到市售要求，但出貨率不高，問(wèn)題是普適性不高，有些樣品SERS信號(hào)非常好，有些差強(qiáng)人意?！?p> 針對(duì)普適性這個(gè)目前業(yè)界難以解決的問(wèn)題，楊海峰有自己的見(jiàn)解，他說(shuō)，“原來(lái)我一直在考慮普適性的問(wèn)題，但是現(xiàn)在觀念完全改變了，其實(shí)沒(méi)有普適性，必須有針對(duì)性?！彼^的針對(duì)性就是必須針對(duì)某個(gè)樣品，開(kāi)發(fā)一個(gè)針對(duì)性的SERS基底，在實(shí)驗(yàn)室里必須把科學(xué)問(wèn)題和技術(shù)問(wèn)題都搞清楚，在此基礎(chǔ)去構(gòu)筑專(zhuān)一的SERS探針，并同時(shí)提供可行的整套的分析技術(shù)解決方案。

“對(duì)于應(yīng)用的要求，一是基底靈敏度高、穩(wěn)定性好、選擇性好;二是基底要跟方法學(xué)及拉曼儀器再開(kāi)發(fā)結(jié)合起來(lái)?！睏詈７迮e例到，通常拉曼儀器用光纖探頭采樣，針對(duì)的是袋裝/瓶裝樣品，但是這種探頭接觸式不利于基于SERS基底的分析，儀器制造廠家要根據(jù)需求專(zhuān)門(mén)定制，針對(duì)性涉及各個(gè)方面。

找準(zhǔn)SERS基底和小型拉曼的結(jié)合點(diǎn)至關(guān)重要

毋庸置疑，SERS快速檢測(cè)離不開(kāi)小型拉曼光譜儀器的發(fā)展，反之，小型拉曼的市場(chǎng)生命力在一定程度上依賴(lài)于SERS基底的發(fā)展。比如，儀器越小型化，相應(yīng)的性能如靈敏度就越差，這部分的損失完全可以靠SERS效應(yīng)來(lái)彌補(bǔ)。

“就現(xiàn)在局勢(shì)看，儀器‘走’得快，SERS基底‘走’得慢，SERS基底制備有進(jìn)步但未達(dá)到期望的水平。如何將二者更好融合?找準(zhǔn)SERS基底和小型拉曼的結(jié)合點(diǎn)至關(guān)重要!”楊海峰強(qiáng)調(diào)說(shuō)，“大家不要把SERS技術(shù)和拉曼光譜儀混同起來(lái)，拉曼光譜儀早就有應(yīng)用市場(chǎng)了，比如在制藥行業(yè)、毒品稽查方面應(yīng)用都很成功，相關(guān)的儀器廠家在此領(lǐng)域所占份額也不少，但SERS技術(shù)還在困境里，靈敏度、穩(wěn)定性、普適性或者選擇性，儀器定制化等問(wèn)題解決依然在路上?！?p> 據(jù)悉，楊海峰曾花了三年時(shí)間來(lái)做SERS技術(shù)在唾液中或指紋里痕量精神藥物的分析應(yīng)用，最后發(fā)現(xiàn)，單靠高校技術(shù)支撐是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不充分的。“SERS基底研究和技術(shù)應(yīng)用，即便我們做研究的很專(zhuān)業(yè)，但購(gòu)買(mǎi)使用的用戶是不專(zhuān)業(yè)的，如何讓他們用好，我一直沒(méi)找到儀器和基底最佳的結(jié)合點(diǎn)?！?p> 楊海峰說(shuō)，“非常期待SERS基底和小型拉曼光譜儀，在形成技術(shù)解決方案時(shí)，有技術(shù)公司早期參與，由它來(lái)牽頭進(jìn)行技術(shù)產(chǎn)業(yè)化過(guò)程。只有產(chǎn)、學(xué)、研、儀器廠家，以及市場(chǎng)五方聯(lián)動(dòng)，才有可能找到技術(shù)應(yīng)用的途徑和出口;小型拉曼儀與SERS基底的完美結(jié)合，應(yīng)用才能實(shí)實(shí)在在落地，才能進(jìn)入家庭，才能發(fā)展成為POCT的基礎(chǔ)手段之一?！?p> 采訪中，楊海峰同時(shí)指出，拉曼光譜真要走向應(yīng)用的話就要離開(kāi)實(shí)驗(yàn)室，走向社會(huì)。只是當(dāng)前，很多單位買(mǎi)了儀器卻沒(méi)有用起來(lái)，究其原因是針對(duì)性的拉曼光譜分析解決方案還比較欠缺。對(duì)此，楊海峰說(shuō)，在開(kāi)發(fā)初期，儀器研發(fā)與解決方案提供方就要洽談融合在一起，最后應(yīng)該沒(méi)有拉曼的概念，只有農(nóng)殘分析儀、癌癥早期篩選儀、毒品檢測(cè)儀等?；诖?，楊海峰呼吁儀器廠家和科研機(jī)構(gòu)在儀器開(kāi)發(fā)的早期就展開(kāi)合作，一起尋找彼此的契合點(diǎn)。

SERS落地開(kāi)花一定需資本推動(dòng)

對(duì)于未來(lái)的市場(chǎng)前景，楊海峰看得更遠(yuǎn)。據(jù)他介紹，現(xiàn)在走入家庭的血糖儀，已經(jīng)產(chǎn)生了巨大的市場(chǎng)利潤(rùn)，但是這屬于化學(xué)類(lèi)別唯一成功的典范?！叭绻兂墒謾C(jī)附件的一部分，變成玩具了，或許將是人類(lèi)第一款能進(jìn)入家庭的科學(xué)儀器，就可以解決大健康、食品安全的檢測(cè)、珠寶鑒定等很多讓現(xiàn)代的人們一直比較糾結(jié)的事情，拉曼可能是第一個(gè)真正走進(jìn)大眾生活的‘高端’儀器?！睏詈７逭雇健?p> “當(dāng)然，如果能實(shí)現(xiàn)如上的設(shè)想，SERS基底也會(huì)賣(mài)得很好，我們就可以開(kāi)發(fā)出很多專(zhuān)用的探針。所以我現(xiàn)在的目標(biāo)是，針對(duì)一個(gè)體系就開(kāi)發(fā)一種探針，這個(gè)探針只測(cè)一樣?xùn)|西，未來(lái)的前景非常大?！?p> 不過(guò)，前景是美好的，過(guò)程卻很現(xiàn)實(shí)。楊海峰說(shuō)，SERS技術(shù)要成功最后一定要有資本的推動(dòng)。資本、轉(zhuǎn)化、技術(shù)、目標(biāo)應(yīng)用市場(chǎng)，這四部分一定是成功故事的全部。

“產(chǎn)業(yè)化和單純科研有差異大，一個(gè)方法從后臺(tái)要走到前臺(tái)應(yīng)用，必須從產(chǎn)業(yè)化的角度來(lái)考慮原來(lái)所有技術(shù)方案的設(shè)計(jì)，包括每一個(gè)細(xì)節(jié)，溫度、濕度，甚至器皿，這些都是我們之前不曾考慮的。只有在資本推動(dòng)下，工藝在每個(gè)細(xì)節(jié)上都從轉(zhuǎn)化角度考慮周全，科研將轉(zhuǎn)化作為目標(biāo)，才能走對(duì)方向?！?p>

楊海峰研究團(tuán)隊(duì)成功承辦全國(guó)第二屆生物醫(yī)學(xué)拉曼光譜學(xué)術(shù)會(huì)議

后記：本次采訪，筆者又認(rèn)識(shí)到了楊海峰教授的另一面，他是一位善于思考，善于取長(zhǎng)補(bǔ)短，善于剖析自己的科研工作者。不僅如此，他還能跳出自己的圈子，用發(fā)展的、商業(yè)的眼光去展望未來(lái)技術(shù)的發(fā)展。

采訪過(guò)程中，他多次強(qiáng)調(diào)：一個(gè)人的力量是不夠的。他說(shuō)，SERS技術(shù)要實(shí)現(xiàn)最終實(shí)用的目標(biāo)，儀器、基底、解決方案；技術(shù)、企業(yè)、轉(zhuǎn)化、資本、市場(chǎng)等一個(gè)也不能少。但這不是一個(gè)人能完成的，也不是一個(gè)單位可以搞定的，需要有人牽頭，大家一起攜手打造，最終的目標(biāo)不是為了發(fā)文章，而是為了解決實(shí)際問(wèn)題。采訪的最后，楊海峰教授說(shuō)：“我非常希望SERS基底與小型拉曼最后‘結(jié)婚’了，舉行一個(gè)很好的‘婚禮’，得到很好的發(fā)展結(jié)果?！?

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