综述：表面增强拉曼散射检测微囊藻毒素的研究进展与创新：迈向灵敏、快速与高通量分析

《Food Chemistry》：Advances and innovations in surface-enhanced Raman scattering detection of microcystins: towards sensitive, rapid, and high-throughput analysis

本综述系统评述了表面增强拉曼散射（SERS）技术在微囊藻毒素（MCs）检测领域的最新进展，重点探讨了SERS基底的设计优化、在复杂环境与生物样本中的应用，以及信号重现性和基质效应等关键挑战。文章强调SERS技术凭借其高灵敏度、抗水干扰性和快速扫描能力，为MCs的高通量筛查提供了强大工具，对保障水资源安全与公众健康具有重要意义。

　　

微囊藻毒素的毒性威胁与检测挑战

微囊藻毒素（MCs）是一类由淡水蓝藻产生的环状七肽毒素，其中MC-LR（L-亮氨酸-D-精氨酸变体）因毒性最强、分布最广而备受关注。环境压力导致的藻华频发使MCs在水体中日益普遍，其通过饮用水和食物链生物积累的特性，对水生生态系统、农作物及人类健康构成严重威胁。MCs可靶向肝脏、肾脏、肠道和心脏等器官，尤其对肝细胞蛋白磷酸酶产生不可逆抑制，引发急性或慢性中毒。传统检测方法如小鼠腹腔注射生物测试、高效液相色谱（HPLC）和酶联免疫吸附测定（ELISA）虽各具优势，但普遍存在灵敏度不足、耗时长或成本高等局限。

SERS技术的原理与独特优势

表面增强拉曼散射（SERS）技术通过分子在贵金属纳米结构表面的拉曼信号增强效应，实现对目标物“指纹图谱”的捕获。其增强机制主要依赖电磁增强（EM）与化学增强（CM）的协同作用：金/银纳米粒子形成的“热点”可大幅提升局部电磁场强度，而分子与基底的电荷转移则进一步放大信号。SERS具备水干扰小、检测速度快、样本需求量少及多组分同步分析等优势，使其在痕量MCs检测中展现出巨大潜力。

创新性SERS检测策略与应用进展

直接SERS检测

该方法依托MCs分子本身的拉曼特征峰，通过优化基底形貌（如核壳结构、纳米星等）提升信号强度。例如，采用金纳米粒子（AuNPs）修饰的柔性基底可直接吸附MC-LR，在复杂水体中实现10^?9?mol?L^?1级别的检测限。然而，直接法易受环境基质干扰，信号稳定性仍是挑战。

间接SERS检测

通过引入适配体、抗体或分子印迹聚合物作为识别元件，间接法可显著提升选择性。典型策略包括竞争性免疫吸附结合SERS探针、适配体构象变化诱导信号开关等。例如，基于MC-LR适配体的“三明治”结构传感器，利用信号分子标记的纳米探针，在贝类样本中实现了高特异性定量。

功能化基底设计

基底创新是提升SERS性能的核心。近期研究聚焦于三维多孔材料、二维过渡金属硫化物复合结构（如MoS₂/Ag杂化材料），通过增大比表面积与增强电荷转移效率，进一步降低检测限。此外，微流控芯片与SERS的集成技术正推动高通量、自动化检测平台的发展。

未来展望与挑战

当前SERS技术迈向实际应用仍面临基底重现性差、复杂样本基质抑制、标准化协议缺失等瓶颈。未来需聚焦于稳定可控的纳米制造工艺、智能算法辅助光谱解析、以及便携式设备开发。通过多学科交叉创新，SERS有望成为MCs监测网络中不可或缺的快速响应工具。