综述：表面增强拉曼散射在食源性挥发性有机化合物多维识别与分类中的应用综述

本综述系统评述了表面增强拉曼散射（SERS）技术在食源性挥发性有机化合物（VOCs）检测领域的前沿进展。文章重点解析了通过增强吸附效率、信号响应与检测策略突破VOCs低极性、高挥发性及弱拉曼散射等检测瓶颈的创新方法，为食品安全智能光谱监测技术发展提供重要理论支撑。

　　

ABSTRACT

表面增强拉曼散射（Surface-Enhanced Raman Scattering, SERS）因其非破坏性、快速和超灵敏的检测特性，在食源性挥发性有机化合物（Volatile Organic Compounds, VOCs）分析领域受到广泛关注。然而，大多数VOCs具有高挥发性、低极性和低拉曼散射截面的固有特性，导致其对金属纳米结构的亲和力较差，信号强度低，从而阻碍了其通过SERS技术直接检测。为应对这些挑战，研究者开发了多种策略以提高VOCs在SERS基底上的吸附效率和信号响应，从而实现拉曼非活性分子的灵敏检测。本综述全面总结了SERS技术在食源性VOCs检测中的最新进展，讨论了一系列提升SERS平台VOCs传感能力的流行策略及其原理，包括SERS信号的获取、吸附效率的增强和检测效率的提高。此外，文章重点评述了SERS在各种食源性VOCs捕获与传感中的主要应用，最后展望了基于SERS的食源性VOCs分析面临的挑战和未来发展方向。SERS与多种策略的整合预计将在食品质量与安全评价中发挥关键作用，推动智能光谱监测技术的未来发展。

技术策略与原理突破

针对VOCs在SERS检测中的固有局限，研究者提出了三类核心策略：一是通过功能化纳米结构增强VOCs分子在金属表面的吸附效率，例如采用疏水性涂层或分子印迹聚合物提高低极性分子的捕获能力；二是利用化学增强机制协同电磁增强（Electromagnetic Enhancement, EM），通过构建核壳纳米结构或引入拉曼报告分子间接检测VOCs；三是开发微流控、气相色谱联用等技术提升检测通量与选择性。这些方法显著降低了检测限，实现了对苯类、醛类、硫化物等典型食源性VOCs的痕量分析。

应用领域与挑战

SERS技术已广泛应用于食品腐败标志物（如氨、硫化氢）、农药残留挥发物及食品添加剂降解产物的检测。其在肉类新鲜度评估、果蔬品质监控、酒类风味分析等领域展现出巨大潜力。然而，该技术仍面临基底重现性差、复杂基质干扰、定量分析标准化不足等挑战。未来需开发高通量筛选型SERS芯片、人工智能辅助光谱解析系统，并建立标准化VOCs数据库以推动实际应用。

Conflicts of Interest

作者声明无利益冲突。