表面增強拉曼光譜在食源性致病菌檢測中的應用研究進展

王哲，陳芳，董麗，胡小松

（中國農業大學食品科學與營養工程學院，北京 100083）

食品中廣泛存在著影響公共衛生的致病菌，如大腸桿菌、沙門氏菌、金黃色葡萄球菌、單核細胞增生李斯特菌和志賀氏菌[1]。2015年世界衛生組織首個全球食源性疾病估算報告顯示，每年大約10人中會有1人因食源性致病菌而患病，并約有42萬人因患病而死亡[2]。因此，檢測致病菌對確保人體健康和安全至關重要。目前，食品中致病菌常用的檢測方法包括傳統的平板計數法、聚合酶鏈反應（polymerase chain reaction，PCR）[3]、環介導等溫擴增技術（loop-mediated isothermal amplification，LAMP）[4]、酶聯免疫吸附法（enzyme-linked immuno sorbent assay，ELISA）[5]和免疫磁珠分離技術（immunomagnetic separation，IMS）[6]等。平板計數法耗時耗成本[7]，PCR和LAMP的樣品制備過程復雜且需要專業人員。ELISA雖然快速便捷，但是其結果往往呈現假陽性。盡管IMS具有較高的檢測靈敏度和較廣的檢測范圍，但是其價格昂貴，并且對抗原靶標的特異性要求較高[8]。因此在食品致病菌的檢測中，迫切地需要一種省時省力、靈敏度高的方法。

目前，結合拉曼散射和納米技術的表面增強拉曼光譜（surface enhanced Raman spectroscopy，SERS）是一種吸引力高和應用前景廣闊的細菌檢測技術[9]。Moskovits[10]發現太陽光被散射后，散射光的頻率會發生變化，這種現象被命名為拉曼散射。散射光頻率的變化取決于不同種類原子團的獨一性振動，這使得拉曼散射的光譜具有“指紋”特性。自然狀態下的拉曼散射非常弱，使拉曼光譜的實際應用受到限制。隨著激光器的發展，自然狀態下拉曼信號弱的問題得到改善[11]。Katan等[12]發現吸附在銀電極上的吡啶的拉曼光譜中存在顯著增強的效應。Albrecht等[13]發現表面效應將吡啶分子的拉曼信號放大了約105倍。至今，針對SERS增強機理和基底制備的研究以及拉曼設備的研發已經有了很大的進步，這使SERS技術可以廣泛應用于化學物質、微生物及其代謝物等方面的研究。本文在簡要總結SERS的增強機制和基底類別的基礎上，重點概述SERS技術在食源性致病菌檢測中的應用，為今后SERS技術的發展和應用提供參考。

1 SERS的增強機理

目前，學術界關于SERS的增強機理中被廣泛接受的是電磁增強（electromagnetic enhancement，EM）和化學增強（chemical enhancement，CM）[14-15]。電磁增強是當光線入射到粗糙的金屬表面時造成局部表面等離子體共振，進而引起拉曼信號的放大[16]。化學增強是由于SERS金屬基底與吸附分子之間存在著特殊的化學相互作用，在入射光的激發下，基底和吸附分子之間產生電荷轉移，如果入射光子和轉移電子的能量差等于金屬基底與吸附分子之間的能量差，會引發共振，最終增強拉曼信號[17]。大多數人認為在增強體系中兩種機理起協同作用，但電磁增強處于主導地位[18]。在激光的作用下，高強度的局域電場在貴金屬納米顆粒的間隙形成，稱為“熱點”[19]。在致病菌檢測中，金屬納米材料通過靜電吸附或適配體特異性識別結合在致病菌的表面，納米材料之間形成的“熱點”明顯放大了致病細菌或拉曼標簽的分子信號，從而實現對致病菌的直接或間接檢測。

2 SERS的基底材質

目前，SERS基底按材料組成的復雜程度一般分為兩類：單金屬基底和納米復合基底[20]。其中納米復合基底的檢測靈敏度相對較高，但制備步驟繁瑣；單金屬基底制備簡單，但靈敏度略顯不足。

2.1 單金屬基底

通常，用于SERS檢測的金屬基底主要是金（Au）、銀（Ag）、銅（Cu）等[21-23]。除材料因素外，金屬納米顆粒的SERS增強效應還與納米顆粒的大小、形狀和聚集程度相關[24]。Frens[25]研究檸檬酸鹽還原法制備金納米顆粒（gold nanoparticles，Au NPs），為后來 SERS 金屬基底的制備提供參考。Luo等[26]分別制備直徑為64 nm和102 nm的Au NPs用以對蘋果中廣泛使用的亞胺硫磷和噻苯達唑的快速分析。其中亞胺硫磷的檢測限為0.5 μg/g，噻苯達唑的檢測限為 0.1 μg/g，檢測范圍分別為 0.5 μg/g～10.0 μg/g 和 0.1 μg/g～5.0 μg/g，線性相關度達到了0.967和0.977，回收率超過90%，在食品檢測中具有廣泛的應用潛力。陶進江等[27]以Au NPs為增強基底、硫酸鎂為活化劑，并以819cm-1處特征峰作為己烯雌酚（dieth-ylstilbestrol，DES）的拉曼特征峰，測定鴨肉中DES的含量，檢測限低至0.5 mg/L，平均回收率為83%～133%，可實際應用于鴨肉中DES含量的檢測。相較于AuNPs，AgNPs具有更強大的SERS增強能力，但AuNPs生物相容性更高、穩定性更高，不容易被氧化[28]。

2.2 納米復合基底

近年來，納米復合基底因其更強的信號增強作用和更好的生物兼容性逐漸成為主流基底，主要包括雙金屬和金屬-非金屬兩種形式[20]。

2.2.1 雙金屬基底

雙金屬基底結合了Au、Ag納米粒子的特性，在具有強大的SERS增強能力的同時具有高度的穩定性。李夢華[29]先以檸檬酸鈉還原法制備Au NPs金種子，再通過抗壞血酸還原AgNO3得到金核銀殼的納米粒子（Au@Ag NPs），用以檢測面粉中的偶氮甲酰胺（azodicarbonamide，ADA）。其原理是 ADA 依靠-NH2與Au@Ag NPs的強吸附作用結合在復合基底的表面。使用該方法檢測限可達到0.58 mg/kg，遠低于GB 2760—2014《食品安全國家標準食品添加劑使用標準》的規定要求（≤45mg/kg），且操作簡單快速，前處理時間不到20min。

2.2.2 金屬/半導體納米復合基底

由于自身具有較高的比表面積，目前半導體納米材料已經作為一種SERS基底引起了廣泛的關注[20]。常見的具有表面增強拉曼效果的半導體材料有TiO2[30]和ZnO[31]。李耕等[32]通過水熱反應，用NaOH溶液成功制備原位生長的TiO2納米線，并在其表面均勻鍍銀，得到Ag/TiO2復合基底。通過對3種有機污染物孔雀石綠（malachite green，MG）、羅丹明B和福美雙的驗證，發現該基底具有良好的拉曼信號增強能力。劉肖等[33]結合ZnO的光催化性能、高比表面積以及Ag的拉曼信號增強作用制備了ZnO/Ag復合薄膜，實現了對低濃度羅丹明B（10-9mol/L）的有效檢測。

2.2.3 金屬-二維材料復合基底

二維材料具有一種特殊的二維平面，該平面可以限制載流子遷移和熱量擴散，因此二維材料具有其他材料所沒有的獨特性質。目前常見的二維材料有石墨烯和二硫化鉬[34]。張朋月等[35]以硅片作為襯底，在硅片SiO2鍍層的基礎上，再噴射Cu、Ag兩層金屬膜，其中Cu位于Ag的上層，之后利用化學氣相沉積法（chemical vapor deposition，CVD）在Cu基底表面原位生長出石墨烯。在以羅丹明6G（rhodamine 6G，R6G）為探針分子時，增強因子能夠達到107。此外，石墨烯還可以保護金屬不被氧化，提高了基底的均勻程度和穩定性。

2.2.4 金屬-聚合物復合基底

研究顯示，由金屬納米顆粒和聚合物組成的混合表面可能有助于產生更重要的細菌SERS信號[36]。吳煥樂等[37]通過葡萄糖還原AgNO3制備銀納米顆粒，并使其沉積在聚二甲基硅氧烷（polydimethylsiloxane，PDMS）薄片的表面，生成PDMS-Ag復合基底。該方法對MG的檢測限低至0.1 mol/L，當以魚肉的MG為檢測對象時，孔雀石綠加標回收率為96.4%～128.4%，可以應用于魚肉中MG的靈敏檢測。Cao等[38]制備了覆蓋Au NPs的大面積多孔聚合物薄層，用作細菌鑒定中的靈敏SERS基底。該基底在可重復利用的基礎上，實現了對大腸桿菌的有效感知和捕獲。

3 SERS在食源性致病菌檢測中的應用

目前應用于微生物檢測的SERS技術一般分為兩種：無標簽SERS檢測和有標簽SERS檢測，即直接檢測和間接檢測。在直接檢測中，納米基底與微生物通過靜電引力相互吸附，可以直接獲得目標分子的SERS光譜。間接檢測的拉曼標簽則由納米基底和拉曼信號分子組成，通過適配體、抗體或噬菌體等具有高度特異性地捕獲元素來捕捉目標細菌，并將其和拉曼標簽相連接，以拉曼信號分子的特征峰來間接定量微生物濃度。SERS識別細菌常見方法的優缺點見表1，用于SERS檢測細菌的拉曼信號分子見表2。

表1 SERS識別細菌常見方法的優缺點Table 1 Advantages and disadvantages of common methods of SERS to identify bacteria

表2 用于SERS檢測細菌的拉曼信號分子Table 2 Raman signal molecules used in SERS to detect bacteria

3.1 金黃色葡萄球菌

金黃色葡萄球菌是一種兼性厭氧革蘭氏陽性球菌，擁有較強的環境適應性和傳播性[48-50]，廣泛存在于乳及乳制品和肉及肉制品中[51]。其產生的腸毒素可導致腹瀉、嘔吐等急性毒性癥狀[52]，研究表明，皮炎、菌血癥和感染性心內膜炎等疾病均與金黃色葡萄球菌有關[53]，在嚴重情況下，它還會導致感染者死亡[54]。

Liu等[41]以生物兼容性高的金納米棒為拉曼探針，通過羧基化的磁性捕捉探針來富集金黃色葡萄球菌。首先利用Fe-MIL-88納米酶的表面吸附性質，通過加入適配體達到對金黃色葡萄球菌的特異性識別；同時利用Fe-MIL-88納米酶的催化能力，將無色孔雀石綠（leucomalachite green，LMG）催化為有強SERS信號（1 168 cm-1處有特征峰），且在620 nm處有紫外可見光（ultraviolet-visible，UV-Vis）吸光度的綠色孔雀石綠（MG）；最后應用SERS光譜學和分光光度計，間接檢測了10 CFU/mL～1×106CFU/mL范圍內的金黃色葡萄球菌。該方法所使用的捕捉探針為羧基化磁性捕捉探針，相比于普通磁性捕捉探針，有著富集效果穩定和合成方法穩定的優點。而且該方法所用的人工制備的Fe-MIL-88納米酶穩定、廉價、易于合成。此外，該方法檢測到的金黃色葡萄球菌含量幾乎與傳統的生物平板計數方法相同，可信度高，且由于適配體與金黃色葡萄球菌之間的高親和力使得該方法對金黃色葡萄球菌具有良好的特異性。

Zhu等[44]基于PDMS薄膜，通過兩步組裝與Au NPs共軛形成Au NPs-PDMS。首先使用食人魚溶液和3-氨丙基三乙氧基硅烷（3-aminopropyltriethoxysilane，APTES）對PDMS薄膜表面進行化學修飾，通過靜電吸附作用制備Au NPs-PDMS薄膜。然后，硫醇端適配體通過金硫鍵固定在Au NPs-PDMS膜上，形成捕獲基質。同時采用4-MBA修飾金芯銀殼納米管（gold-silrer core-shell nanoflowers，Au@Ag NFs），將功能化的Au@Ag NFs@4-MBA作為SERS信號探針來表達金黃色葡萄球菌的拉曼信號，4-MBA在1 085 cm-1處有拉曼特征峰產生，可通過測量4-MBA的SERS強度來量化金黃色葡萄球菌的濃度。在目標底物存在的情況下，信號分子探針和捕獲基質與目標底物特異性結合，從而形成了“捕獲基底-目標底物-分子探針”的“三明治”結構。該方法具有良好的特異性，可特別應用于金黃色葡萄球菌的檢測。在優化的試驗條件下，檢測范圍為4.3×10 CFU/mL～4.3×107CFU/mL，檢測限為13 CFU/mL，以魚肉為檢測樣品時該方法的回收率為92.5%～110%。

Wang等[45]構建了一種基于M13噬菌體的表面增強型拉曼散射納米探針，用于金黃色葡萄球菌的選擇性檢測和滅活。M13噬菌體的pⅢ蛋白可以和金黃色葡萄球菌特異性結合，同時，它的pVIII蛋白作為Au NPs原位生長的共軛配體，為Au NPs在M13噬菌體表面原位生長提供了條件。之后用拉曼活性分子DTNB標記Au NPs完成M13-SERS探針的構建。加入該探針后，M13噬菌體選擇性地與金黃色葡萄球菌結合，使Au NPs錨定在金黃色葡萄球菌表面。由于單個菌體可以被多個M13-SERS探針標記，同時每個探針裝配有多個Au NPs，因此拉曼信號可以被極大地放大。離心收集SERS探針標記的金黃色葡萄球菌，并通過檢測標記在Au NPs上的DTNB在1 331 cm-1處的特征峰的強度來實現對金黃色葡萄球菌濃度的量化。該方法在水介質中的檢測限為10 CFU/mL～1×106CFU/mL，回收率為103.3%～110.0%，具有較高的實際應用性。此外，該方法檢測時間較短，所用M13噬菌體對人體無害并可廉價純化[55-56]，同時對金黃色葡萄球菌有良好的選擇性和滅活能力。

3.2 大腸桿菌O157：H7

大腸桿菌O157：H7屬于腸桿菌科埃希氏菌屬，革蘭氏染色呈陰性，是主要的食源性病原體之一[57]。它產生的志賀氏毒素可感染水、牛奶、水果和蔬菜[58-59]，引起腹瀉、溶血性尿毒癥等不良癥狀[60]，從而造成嚴重的食品安全問題[61]。

Shi等[62]合成了一種分散性好、穩定性高、SERS活性優異的新型金殼硅芯納米球（SiO2/Au NPs），并作為高性能大腸桿菌檢測標簽引入側流免疫層析（lateral flow immunochromatography assay，LFIA）系統。首先，聚乙烯亞胺（polyethyleneimine，PEI）在 SiO2的表面自組裝，使SiO2的表面布滿大量的正電荷，通過靜電吸附結合金納米“種子”，同時，PEI暴露出氨基來結合DTNB，從而合成SiO2/seed/DTNB NPs。隨后加入聚乙烯吡咯烷酮（polyvinyl pyrrolidone，PVP）和 HAuCl4促進金納米“種子”的生長，形成SiO2/DTNB/Au NPs。最后用DTNB乙醇溶液修飾SiO2/DTNB/Au NPs得到雙DTNB 修飾的 SiO2/Au NPs（SiO2/DTNB/Au/DTNB NPs），位于外層的DTNB-COOH與大腸桿菌O157：H7抗體的酰胺基結合形成SERS高性能標簽。在磷酸緩沖鹽溶液中，基于SiO2/Au NPs的SERS-LFIA帶的檢測限為50 CFU/mL，以自來水、牛奶、生菜提取物和牛肉為樣品時，檢測限為100CFU/mL。當細菌濃度在50 CFU/mL～1×107CFU/mL時，該方法與細菌濃度呈良好的正線性相關。試驗時間短、操作方便、重現性高、成本低等優點也賦予了該方法快速檢測食品中致病菌的良好潛力。

You等[63]通過在殼聚糖涂層淀粉磁珠（chitosancoated starch magnetic beads，CS@SMBs）表面原位合成金納米顆粒（Au NPs）來制備金納米顆粒涂層淀粉磁珠（Au NPs@SMBs）。作為固定特異性抗體的底物，Au NPs@SMBs表面密集的金納米粒子為增強電磁場提供了有效的“熱點”，從而放大目標細菌存在時產生的SERS信號。之后使用4×金結合肽標記鏈球菌蛋白G（4×gold-binding peptide-tagged streptococcal protein G，4GS）連接SERS基底和目標細菌，而且4GS還可以作為一種有效的拉曼報告分子，在SERS測量過程中表現出強大而獨特的拉曼信號。當濃度范圍為1 CFU/mL～105CFU/mL時，該方法具有良好線性相關性，檢測限低至1 CFU/mL。

3.3 鼠傷寒沙門氏菌

鼠傷寒沙門氏菌是一種腸桿菌科革蘭氏陰性細菌[64]，在肉制品、乳制品以及蛋中均有檢出，可造成膽囊炎等多種疾病[65]，是對人類最危險的食源性病原體之一[66]。

Li等[42]提出了一種有效的雙信號擴增方法，將雜交鏈式反應（hybridization chain reaction，HCR）與SERS相結合，雙信號級聯放大提高了對鼠傷寒沙門氏菌的檢測靈敏度。首先鼠傷寒沙門氏菌被免疫磁珠（impeti cbead，IMB）捕獲，而后IMB通過抗原抗體免疫反應打開適配體的發夾結構并暴露觸發序列，隨后發夾探針H1和H2交替打開莖環結構并相互補充，形成HCR產物雙鏈脫氧核糖核苷酸（dsDNA）。之后加入過量的DAPI作為拉曼信號分子與HCR產物進行培養，再將整個系統與Ag NPs膠體混合。嵌入dsDNA的AT堿基之間的DAPI幾乎沒有拉曼信號，而由于靜電相互作用沒有與HCR產物反應的DAPI可以附著在Ag NPs基質之間，形成大量的“熱點”，在1 610 cm-1處表現出強烈的SERS信號。該方法中SERS信號與細菌濃度呈負相關，用于檢測樣品鼠沙門氏菌的數量，檢測限低至6 CFU/mL，以牛奶為樣品時回收率在103.08%～104.88%之間。

Yang等[67]提出了一種基于三維DNA漫步器的SERS方法，用于鼠傷寒沙門氏菌的定量分析。在鼠傷寒沙門氏菌存在的情況下，鼠傷寒沙門氏菌識別適配體（Salmomella typhinurium-recognizing aptamer，cApt）從Apt@cApt中釋放。隨后游離的cApt基于互補堿基配對原則打開附著在金磁性納米顆粒（gold magnetic nanoparticles，Au MNPs） 上的聚腺嘌呤 DNA（poly-ade nine-DNA，ployA-DNA）序列，形成 ployA-DNA@cApt。同時，SERS標簽通過堿基互補與Au MNPs表面的酶片段結合形成Au MNPs@SERS，將該復合物進行磁性分離和SERS檢測，當以R6G為信號分子時，發現位于1 514 cm-1處峰值的SERS強度始終最強。隨著細菌數量的增加，更多的cApt序列被取代，導致更多的ployA-DNA被打開。經過酶水解和DNA漫步器循環后，可以與SERS標簽結合的酶片段的數量增加，從而放大SERS信號。由于信號放大，該方法檢測限低至4 CFU/mL。此外，這個SERS檢測方法具有快速、低成本、靈敏的優點，回收率和相對標準偏差（relative standard deviation，RSD）的變化范圍分別為96.04%～112.87%和5.69%～11.46%。

Prakash等[68]制備了一種帶正電荷的無標簽的Ag/Au雙金屬納米顆粒（Ag/Au bimetallic nanoparticles，Ag/Au bmNPs）基底，可用來直接捕獲并檢測目標菌樣的拉曼信號。相比于單金屬納米基底，多金屬納米基底增強了局部表面等離子體振動、催化性能和SERS“熱點”的可用性，且操作簡單、靈敏度高[69-73]。基于無標簽的細菌的SERS特征主要來自細菌細胞壁和細胞內成分，因此可利用主成分分析（principal component analysis，PCA）和典型判別分析（canonical discriminant analysis，CDA）等多元分析來區分鼠傷寒沙門氏菌和其他細菌[74-75]。

3.4 單核細胞增生李斯特菌

單核細胞增生李斯特菌是最常見的腸病原體之一[76]，存在于乳制品、肉制品和海產品等各類食品中[75，77]，可引起腸胃炎、敗血病、腦膜炎等多種疾病[78]。

Zhou等[79]提出了一種磁輔助SERS標簽的免疫檢測方法。首先利用PEI介導的種子生長方法，選擇強磁響應性強和穩定性良好的Fe4作為超順磁核來合成Fe4@Au MNPs，并將其用作磁捕獲工具和SERS基底。將Fe4@Au MNPs在巰基十一烷酸（mercaptoundecanoic acid，MUA）乙醇溶液中超聲處理使MUA分子覆蓋在Au殼表面，之后加入氨基適配體共聚在Fe4@Au的MUA涂層，形成Fe4@Au適配體。SERS標簽的制備需要先將DTNB分子修飾到Au表面，在其產生特征SERS信號的同時提供與葡萄球菌蛋白A（Staphylococcus proteins A，SPA）共軛的末端羧基，形成Au-SPA SERS標簽。Au-SPA SERS標簽不僅具有與Au-DTNB NPs相同的SERS能力（可以在1 331 cm-1處顯示出強烈的拉曼峰值），還因SPA上的Fc區域實現與抗體的特異性結合。檢測時首先將單核細胞增生李斯特菌和Fe4@Au-aptamer MNPs共同孵育，在細菌被捕獲后，加入抗體再次孵育。之后加入Au-SPA SERS標簽與抗體特異性結合形成Fe4@Au/細菌/SERS標簽復合物，對其檢測拉曼信號，當細菌濃度在10 CFU/mL～107CFU/mL之間時，SERS信號與細菌數量成正比。該方法制備的Fe4@Au-MNPs對單核細胞增生李斯特菌的捕獲率為77.8%，檢測限為10 CFU/mL。此外，該方法針對大腸桿菌和鼠傷寒沙門氏菌的檢測限分別為10 CFU/mL和25 CFU/mL，Fe4@Au MNPs對大腸桿菌和鼠傷寒沙門氏菌的捕獲率分別為86.9%和75.7%，可以實現對多種菌的同時檢測。

Liu等[80]開發了一種基于SERS的LFIA與重組酶聚合酶擴增（recombinase polymerase amplification，RPA）相結合的技術，用于同時檢測單核細胞增生李斯特菌和腸炎沙門氏菌。在該系統中，使用AuMBA@Ag NPs作為標簽使2-巰基苯甲酸（thiosalicylic acid，MBA）信號大大增加，用共焦微拉曼光譜系統測量MBA在LFIA測試線上的SERS信號，在最佳條件下，單核細胞增生李斯特菌和腸炎沙門氏菌在1 077 cm-1處的拉曼信號與細菌濃度呈正比，檢測限分別為19 CFU/mL和27 CFU/mL。該方法具有很高的特異性和適用性，可以快速、定量地檢測食品樣本中的細菌病原體。

3.5 志賀氏菌

志賀氏菌是一種腸桿菌科的革蘭氏陰性棒狀致病菌，可通過受污染的水和食品侵染人的結腸[81]，引起腹瀉和溶血性尿毒癥綜合癥等腸道疾病[82]。目前，全球每年仍有超過16萬例志賀氏菌死亡病例[83]。

Wu等[84]構建了一種基于適配體的傳感器，通過SERS分析對志賀氏菌進行敏感和高度特異性檢測。首先以 EuCl3·6H2O、1，10-菲羅啉以及 4-MBA 合成[Eu（phen）2（MBA）2]Cl，然后通過巰基結合導致Au NPs二聚化，形成Au NPs二聚體，并在“熱點”處獲得了極大的電磁場增強。之后適配體通過Au-s鍵結合修飾到AuNPs二聚體的表面。適配體功能化的Au NPs二聚體除了作為捕獲探針外，由于其4-MBA成分，在1 086 cm-1和1 593 cm-1處有與4-MBA一致的兩個拉曼特征峰，因此還被用作信號探針。隨著志賀氏菌的引入，通過適配體使具有雙重功能的Au NPs二聚體修飾在細菌上，在10 CFU/mL～106CFU/mL的濃度范圍內，SERS強度反應顯示出很強的正線性相關（R=0.996），檢測限低至10 CFU/mL，當應用于實際樣品中時，該方法的回收率為92.6%～103.8%。Au NPs二聚體制備簡單、低成本可以為SERS的傳感器的構建提供一種有效的途徑。不同SERS基底檢測食源性致病菌的優缺點見表3。

表3 不同SERS基底檢測食源性致病菌的優缺點Table 3 The advantages and disadvantages of different SERS substrates for detecting food-borne pathogens

4 展望

SERS具有高靈敏度、快速、所需樣品少、不受水干擾、特異性好以及無損性等特點，近年來已成為基于標簽和無標簽的食源性致病菌檢測方法。但是仍有一些問題需要解決。1）目前所用的SERS基底多為貴金屬和其他復合物材料，價格昂貴且重復利用率低，高昂的成本一定程度上限制了SERS技術的發展，因此需要開發出更多成本較低的基底材料，如半導體材料和磁性材料等。2）目前基于SERS的食品致病菌檢測環境多為液體環境，且在復雜的真實環境中存在其他因素的干擾，因此需要探索開發在多種環境下可以實現捕獲并檢測致病菌的SERS活性基底，或是將SERS與其他技術相結合，以提高檢測性能。3）目前納米顆粒的制備技術仍無法保證納米粒子的均一性，使得SERS基底的重現性較低且保存時間較短。4）雖然目前運用SERS檢測的微生物的種類越來越多，但是仍沒有標準譜圖庫來驗證檢測的準確性，因此，需要建立針對微生物的SERS標準。5）目前大多數拉曼儀器過于笨重，只適用于實驗室的檢測，很難實現針對食品實現現場檢測。因此，功能多樣、價格低廉、小巧靈活的拉曼設備的研發也是目前需要解決的問題之一。盡管目前仍有很多的困難和挑戰，但是隨著相關儀器技術和整個學科的不斷發展，SERS在食品中致病菌的檢測將擁有一個廣闊的前景。