海岸带环境监测中的光学检测技术具有灵敏度高､抗干扰能力强等优点，但这些技术也会面临海岸带特殊环境样品中的光学背景干扰影响（如色素等）。为了降低环境样品中背景光学干扰的问题，中国科学院烟台海岸带研究所的张志阳/陈令新团队提出了基于拉曼静默区分子指纹峰的表面增强拉曼散射光谱（SERS）传感新方法，用于色素等溶解性有机质（DOM）环境中的亚硝酸盐检测，并取得显著进展。

    自然水体中腐殖质的光降解会产生大量亚硝酸盐，而且溶解性有机质（DOM）的存在会促进微生物对亚硝酸盐积累作用。研究团队以亚硝酸盐的检测为模型对象，提出了用于DOM环境下的亚硝酸根离子检测的SERS静默区传感方法（图1）。通过系统研究典型天然色素，人工色素，环境有机质，溶解性有机质标准品等潜在干扰物质影响（图2），证明了提出的SERS分析方法具有很强的抗干扰能力，并成功应用于含色素样品和高浓度天然有机质的环境样品。除此之外，还将该方法成功应用于当地河流（烟台市逛荡河）的亚硝酸盐调查（图3），证明该方法的实际应用潜力。

图1： SERS传感器检测机理图、理论计算光谱图、产物推测图。

图2：有机质种类及有机质干扰下SERS传感器检测光谱图。

图3：SERS传感器用于河流环境调研。

    研究成果发表于美国化学会旗下的知名环境领域期刊《ACS ES&T Engineering》上。论文发表后，被该杂志主编推荐到ACS Publications的官方微信公众号转载报道。这个研究成果对复杂环境监测技术的开发具有重要的指导意义，有望为海岸带特殊场景下污染物的高灵敏、现场快速检测提供新思路。

    该研究得到了国家自然科学基金(22006162,21976099,21976105,21804010,22376216)、中国科学院海洋科学研究中心重点部署项目（COMQ2020Q11）、泰山学者青年专家(ts20190962 and ts202103134)等多项目资助。

相关论文：

Liu M,Zhang Z,Wu Y,et al. Reducing Interferences from Organic Matter during Optical Environmental Detection using SERS-silent Region Nanosensor：A Case of Nitrite Detection[J]. ACS ES&T Engineering,2024,XXXX,XXX,XXX-XXX

链接：https://doi.org/10.1021/acsestengg.4c00037