综述：SERS技术在病毒检测中的进展、挑战与未来展望

这篇综述系统阐述了表面增强拉曼散射（SERS）技术在病毒检测领域的最新进展，重点分析了无标记（label-free）和标记（label-based）两种检测策略的优劣，探讨了高活性SERS基底、机器学习整合、级联信号放大等关键技术突破，并针对标准化流程建立、复杂样本干扰消除等挑战提出前瞻性解决方案。

　　

SERS Technology in Virus Detection: Advances, Challenges, and Future Perspectives

Introduction

病毒作为全球健康重大威胁，其快速变异和传播特性对检测技术提出严峻挑战。传统PCR检测虽准确但耗时长，免疫检测则面临灵敏度不足的瓶颈。表面增强拉曼散射（SERS）技术凭借10⁶-10⁸倍的信号增强能力，通过局域表面等离子体共振（LSPR）效应和化学增强（CM）双重机制，为病毒检测提供全新解决方案。

Research of label-free SERS virus detection

无标记策略直接捕获病毒自身拉曼信号，避免了标记物干扰。关键技术突破包括：

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  金/银纳米结构基底构建的"热点"效应，使电磁场增强（EM）因子达10⁸倍

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  适配体修饰的磁珠实现复杂样本中病毒富集

• •

  卷积神经网络（CNN）算法将光谱识别准确率提升至97.3%

  但病毒固有信号弱、基质干扰等问题仍需通过微流控芯片预处理等技术优化。

Research of label-based SERS virus detection

标记策略采用"核壳结构"标签：

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  金纳米星（AuNS）内核耦合4-巯基苯甲酸（4-MBA）报告分子

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  新冠病毒刺突蛋白抗体修饰实现特异性识别

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  杂交链式反应（HCR）信号放大使检测限低至0.8 fg/mL

  最新发展的三明治结构检测体系，结合CRISPR-Cas12a系统，可同时区分流感病毒H1N1和H3N2亚型。

Application of SERS virus detection

在新冠肺炎（COVID-19）患者咽拭子检测中，SERS与RT-PCR符合率达92.6%；在冷链食品甲型流感病毒监测时，检测周期缩短至15分钟；针对埃博拉病毒的环境样本检测，便携式SERS设备实现现场即时诊断。

Conclusions and outlook

未来突破方向包括：

1. 1.

   建立标准化基底制备流程（如原子层沉积技术）

2. 2.

   开发抗生物污染的石墨烯/贵金属复合基底

3. 3.

   智能手机集成式SERS设备推动基层应用

   该技术有望成为下一代POCT（床旁检测）的核心平台，为新发传染病防控提供关键技术支撑。