综述：SERS与尖端技术集成用于增强耐药微生物检测和优化药敏试验

这篇综述系统探讨了表面增强拉曼散射（SERS）技术与人工智能（AI）、CRISPR、微流控等前沿技术的协同整合，为耐药微生物（MDR）的快速检测和药敏试验（DST）提供了高灵敏度（106 –1015 信号增强）、多靶点分析的新策略，对临床抗感染治疗具有重要指导意义。

　　

耐药微生物的威胁与检测挑战
微生物耐药性已成为全球健康危机，如耐碳青霉烯类Shigella sonnei
和多重耐药Candida auris
的传播。传统检测方法（如PCR、ELISA）存在耗时长、灵敏度低等局限，而SERS技术通过等离子体基底产生的电磁场将拉曼信号增强10⁶
–10¹⁵
倍，能在1秒内获取分子指纹谱，显著提升检测效率。

耐药机制与SERS检测原理
微生物耐药性源于基因突变（如病毒RNA快速变异）或药物外排泵激活。SERS的增强机制包含电磁增强（EM，局域表面等离子体共振）和化学增强（CM，分子-基底电荷转移），二者协同作用可实现单分子水平检测。例如，金纳米星结构通过"热点"效应将甲氧西林耐药Staphylococcus aureus
的检测限降至10 CFU/mL。

AI驱动的智能分析
面对SERS海量光谱数据（如耐药菌的相似蛋白/核酸特征），AI通过卷积神经网络（CNN）实现光谱分类，准确率超95%。一项研究利用迁移学习算法，仅需50组训练数据即可区分8种β-内酰胺酶基因型。

CRISPR-Cas系统的精准识别
Cas12a/crRNA复合物可特异性切割耐药基因（如NDM-1），释放的DNA片段经SERS标记后，检测灵敏度达0.1 pM。该技术已成功用于结核分枝杆菌利福平耐药突变（rpoB基因）的床旁检测。

微流控与纸基平台的集成创新
PDMS微通道结合SERS可实现耐药菌自动富集与检测，通量提升20倍；而纸基设备通过毛细作用自驱动流体，成本不足1美元/片，适合资源有限地区筛查碳青霉烯耐药肠杆菌科细菌（CRE）。

临床转化前景
当前SERS-DST与标准方法的一致性达89%（ROC曲线AUC=0.93），但规模化应用仍需解决基底重现性、自动化仪器开发等瓶颈。未来通过融合量子点标记和智能手机成像，有望实现耐药谱的实时云端分析。

结论
SERS与多学科技术的交叉融合正重塑耐药微生物检测范式，从机制研究到临床落地，该领域的发展将为抗感染治疗提供更精准的决策支持。