基于表面增強拉曼光譜的納米纖維基生物傳感器的研究進展

徐志豪, 徐丹瑤, 李 彥, 王 璐

(1. 東華大學 紡織學院, 上海 201620; 2. 東華大學 紡織面料技術教育部重點實驗室, 上海 201620)

作為一種非侵入式光譜技術,表面增強拉曼光譜(SERS)因其無標記和指紋檢測能力可以追蹤極低濃度(甚至是單分子檢測)的分析物,而被廣泛應用于食品分析、環境監測、生物醫學等領域。Fleischmann等[1]在1974年首次提出了表面增強拉曼現象,隨后SERS效應被Van Duyne[2]及Creighton[3]證實,并計算出粗糙銀電極表面的單層吡啶分子的拉曼信號增強了105～106倍。關于SERS的增強機制,目前普遍認為是電磁增強和化學增強的共同作用。其中電磁增強是SERS信號的主要貢獻者,主要是由入射光照射納米顆粒(NPs)時傳導電子的集體振蕩引起的,稱為表面等離子體共振效應(SPR)[4]。SPR使得金屬表面的局域磁場增強,引起電子之間的交互作用,增大分子散射界面,從而增強拉曼信號,理論上電磁增強可以達到1010～1011倍。化學增強主要是被測分子與SERS基底表面的相互作用,產生的電荷遷移增加了吸附分子的極化率,從而改善了分子的散射截面,增強了拉曼信號[5]。

SERS基底通常由2個部分組成:一是可引起表面等離子體共振效應的SERS活性材料,吸附并增強分析物的拉曼信號;二是基體材料(基材),用于負載SERS活性材料。理想的SERS基底需要擁有大量的高密度熱點,具有良好的均勻性、信號重現性和高增強因子。固體基材是最常見的SERS基底,可分為剛性和柔性基材。其中,剛性基材多以玻璃[6]、石英[7]、硅片[8]等構成,因不易彎曲、易碎,使其在復雜環境或曲面上檢測時存在局限性。相較之下,柔性基材具有取樣方便、可批量生產、可切割成所需尺寸和形狀等優勢,在實際檢測應用中優勢更為突出。

目前,圍繞柔性SERS基底的構建,國內外研究者已開展了大量的研究,如纖維素濾紙[9-11]、聚合物薄膜[12-14]等材料已相繼被應用到SERS傳感器。然而,納米粒子的負載量較低、拉曼信號強度波動大及靈敏度不足等問題,使得大多數柔性SERS傳感器仍處于實驗室水平,實際應用受限[15]。近年來,靜電紡納米纖維因其具有獨特的三維曲孔通道、比表面積大、孔隙率高和堆砌密度可控等特點,不僅可為NPs的負載提供大量位點,還有利于待測分子的捕獲與傳輸,為提高檢測性能提供了可能,因此,以納米纖維為基材持續優化SERS基底的檢測性能是當前傳感領域的研究熱點。本文從納米纖維基SERS基底的組成入手,介紹了基底構建的原位組裝和后組裝2種策略,總結了納米纖維基SERS基底性能的影響因素,包括顆粒負載形式、納米纖維種類及其形貌,最后展示了納米纖維基底在生物醫用領域的應用。

1 SERS基底的組成與性能評價

1.1 貴金屬納米活性材料

由于電磁增強機制是拉曼信號增強的主要貢獻者,因此,具有SPR效應且制備工藝簡單的貴金屬活性材料已廣泛應用于SERS基底制造,如金(Au)和銀(Ag)。金屬陽離子還原法是最通用的制備金屬NPs方法,如使用硼氫化鈉(NaBH4)還原硝酸銀(AgNO3)[16]和檸檬酸鹽還原氯金酸(HAuCl4)[17],通過控制反應溫度、濃度和離子強度,可以控制NPs的尺寸、形狀、粒子間距離、聚集特性和表面電荷特性等參數,進而調控NPs的SERS活性。SERS效應依賴于分子與金屬NPs表面之間的相互作用,當被測分子靠近孤立的NPs上的尖銳邊緣和頂點或在NPs之間的間隙(稱為“熱點”)處時,被測分子的拉曼信號會大大增加。圖1為SERS增強機制示意圖。除常規的球形NPs外,其它形態的納米結構,包括納米棒[18]、納米立方體[19]和納米線[20]等也已被開發用于制造SERS活性材料。

圖1 SERS中電磁和化學增強機制示意圖

1.2 靜電紡納米纖維基材

靜電紡絲是制備納米纖維的常用技術,具有可紡材料種類豐富、裝置簡單、成本低廉等優點。通過控制電壓、溶液流速、周圍濕度和溫度,以及噴嘴尖端與收集裝置之間的距離等紡絲參數,可以制備不同形態(取向、多孔、核殼等)的納米纖維[21]。根據纖維組成成分的不同,納米纖維大致可分為有機和無機納米纖維。有機納米纖維通常是由聚合物經溶解/熔融制備成紡絲液后紡絲獲得,而無機納米纖維是由前驅體溶液在紡絲后經高溫煅燒去除有機相后得到。

具有三維曲孔結構的納米纖維與NPs組裝后制備的SERS基底與其它基底相比有著以下優勢:一方面為基底提供了更為優異的SERS性能,包括更多的熱點,更高的激光利用效率;另一方面賦予基底優異的樣品預處理優勢,SERS基底在Z軸方向上的延伸可顯著增加整體表面積以加載更多的NPs作為熱點,并在靠近熱點區域吸附更多的目標分子。

1.3 SERS基底的性能評價指標

SERS基底性能的評價指標包括:增強因子(EF)、靈敏度、重現性等。EF是評價SERS基底檢測性能的重要參數之一,其定義為每個表面分子貢獻的SERS強度與每個自由分子貢獻的普通拉曼強度之比[22]。增強因子通常由平均SERS信號增強來計算。

式中:ISERS和IRS分別為SERS和普通拉曼信號強度;NSERS和NRS分別為SERS中激發的分子數和在經典拉曼中激發的分子數。EF值越高表明基底的增強效應越好,可用來估計不同基底的SERS靈敏度。靈敏度是指基底能檢測到的最低濃度的待測物,又稱檢測限度,在實際應用中SERS基底的最低檢測限度比EF更有意義。重現性作為拉曼信號的另一個重要指標,反映了基底檢測能力是否穩定可靠,以在相同實驗條件下通過對基底多個位置的SERS特征峰的相對標準偏差(RSD)作為評價指標,若需滿足實際應用要求,SERS基底的RSD值一般小于20%[23]。

2 SERS基底的構建方法

2.1 原位自組裝法

原位自組裝既可以將紡絲液與預先制備好的NPs共混后通過靜電紡絲技術一步法制備,也可以將金屬鹽溶液與紡絲液共混紡絲后,再將金屬鹽還原成金屬NPs。He等[24]將預先用微波輻射法制備的銀納米顆粒(AgNPs)與聚乙烯醇(PVA)紡絲液共混后制備復合納米纖維,結果表明添加不同濃度的AgNPs后,Ag會在纖維內相互團聚,形成聚集體;PVA可以保護Ag聚集體不受外界環境干擾,小分子待測物仍然可以滲透到納米纖維中,基底的EF值達1.0×109。為進一步提高金屬顆粒在紡絲液中的穩定性與分散性,可將聚吡咯烷酮(PVP)等穩定劑添加至紡絲液中。Shi等[25]將PVP包裹的AgNPs與聚己內酯(PCL)紡絲液混合制備Ag/PCL納米纖維基底,該基底具有優異的檢測再現性,RSD值小于9%。

區別于NPs的直接共混,由金屬鹽溶液還原制得的NPs不僅分布在納米纖維內部,還可分布在整個纖維介質中。Cao等[26]將HAuCl4混合到PVA紡絲液中,以檸檬酸鈉還原得到金納米顆粒(AuNPs)后進行紡絲。PVA為聚合物主體,同時還可發揮顆粒穩定劑作用,使得高濃度的AuNPs在納米纖維中分布均勻,隨著紡絲液中HAuCl4含量的增加,纖維中AuNPs數量增加,顆粒間的距離也逐漸縮小。由此可知,除還原劑外,紡絲液中還需加入分散劑來調節NPs的分布,以免因還原劑與分散劑殘留造成靈敏度損失。相比之下,無需額外添加還原劑的綠色還原方法成為納米纖維基SERS基底構建的更優之選。Karagoz等[27]將AgNO3和二氧化鈦(TiO2)粉末添加到PCL紡絲液中,紡絲溶劑N,N-二甲基甲酰胺可直接將Ag+還原,得到了TiO2和AgNPs改性的PCL基底。該基底具有良好的SERS檢測活性,TiO2的光催化降解性能還使得基底具有良好的可重復使用性。

此外,通過一些特殊的還原方法也能將基材中的金屬離子還原。等離子體處理是一種簡單、綠色、低成本的納米纖維基SERS基底原位制造技術,利用等離子體中的活性物質可將金屬離子直接還原成金屬NPs。Bai等[28]用氬氣等離子體處理將AgNO3/聚丙烯腈(PAN)納米纖維上Ag+原位還原成AgNPs,通過控制等離子體刻蝕時間,可以調節纖維膜上AgNPs的尺寸和顆粒間的距離,優化基底的增強效應。該團隊還使用空氣等離子體處理HAuCl4/PAN納米纖維,成功制備了AuNPs修飾的SERS基底,該方法有望推廣至其它類別的貴金屬NPs的還原反應中。

2.2 后整理組裝法

由于待測分子需要與NPs接觸才能發揮SERS效應,因此,NPs在纖維上的負載形式會影響基底的檢測性能。負載在納米纖維內部的NPs,由于纖維將NPs包裹,與待測分子的接觸不充分,拉曼信號通常較弱。相較之下,通過后整理組裝策略負載在纖維表面的NPs可與待測分子充分接觸,使信號有效增強。現有的后整理組裝方法通常分作2類:一種是直接將NPs沉積在納米纖維上;另一種則是將納米纖維浸泡在金屬鹽溶液中,再通過后續還原工藝得到NPs。通過熱蒸發和浸漬沉積等物理沉積方法在納米纖維表面沉積一層金屬NPs,可以制備具有厚度可控和顆粒均勻密集的SERS基底。Chamuah等[29]利用熱蒸發技術在PVA納米纖維膜上沉積了厚度為30 nm的Au膜,用于制備SERS柔性基底,該基底的EF值為1.48×106。Liu等[30]將帶正電的AuNPs通過靜電相互作用組裝在聚酰胺酸(PAA)/PVA納米纖維上,制得的PAA/PVA-AuNPs基底熱點豐富,基底EF值約為1.2×105,RSD值為5.6%。

在液相條件下,利用還原劑將金屬離子在納米纖維上還原成NPs是一種工藝較為簡單、應用范圍廣的組裝方法。然而,原位生長的NPs存在易受外界環境干擾、穩定性不足等問題。為獲得具有高靈敏度和良好穩定性的納米纖維基底,研究人員嘗試通過氫鍵、化學鍵等多種方法來提高NPs在纖維表面負載的穩定性。Amarjargal等[31]采用靜電紡絲和多元醇浸漬的二步法,成功地在聚氨酯(PU)納米纖維上原位生長AgNPs,乙二醇通過分子間氫鍵與PU連接并將銀氨絡合離子固定在纖維上,使得AgNPs在PU納米纖維表面均勻生長,與NPs分布在纖維內部的PVA/AuNPs基底[26]相比,AgNPs/PU基底檢測靈敏度提高了3個數量級。Kong等[32]將靜電紡絲制備的PAA納米纖維浸入AgNO3溶液后還原,隨后通過熱處理將PAA轉化為聚酰亞胺(PI)制備Ag/PI基底,Ag+與羧酸基團偶聯形成聚羧酸銀,稱為離子交換;此外,Ag+與PAA分子中的官能團之間發生了強烈的共價鍵相互作用,稱為離子絡合,通過不斷重復離子交換/離子絡合和還原過程,AgNPs可以均勻且密集地組裝在纖維表面。

3 納米纖維基SERS基底性能影響因素

3.1 納米纖維種類

如前文所述,目前可用于SERS基底制造的靜電紡納米纖維可分為有機和無機納米纖維2類。聚合物納米纖維主要是作為NPs的載體,為顆粒的組裝提供活性位點及捕獲待測分子;而無機納米纖維可與NPs發揮協同增強效應并發揮出新的功能。

對有機納米纖維而言,其表面潤濕性與SERS信號息息相關。疏水性纖維可以將NPs集中到疏水表面的有限區域,實現NPs的密集分布,增強SERS信號。此外,疏水性纖維膜為吸附樣品提供了良好的平臺,克服了低濃度待測物在溶液中的擴散極限,使得待測物在局部范圍可有效聚集,進而提高檢測的靈敏度,從而進一步提高SERS基底的檢測限,因此,疏水性纖維基底一般用于極低濃度的樣品檢測。而親水性纖維基底吸收樣品溶液后待測分子會發生擴散,影響檢測結果,因此,親水性纖維基底用于濃度較高的樣品檢測。Shao等[33]制備了疏水且柔韌的聚苯乙烯共丁二烯(SB)纖維膜,將AgNPs溶液滴加在SB上,干燥后得到Ag/SB基底。SB疏水薄膜不僅有利于AgNPs的聚集,還避免了擴散的咖啡環效應發生,均勻性提高。與AgNPs/親水性濾紙基底相比,Ag/SB基底的檢測靈敏度提高了10倍,能檢測到10-9mol/L的羅丹明6G(R6G),信號穩定性也表現優異(RSD值約為8.12%)。此外,折疊100次后,Ag/SB基底的形狀和拉曼信號沒有明顯變化,表明基底柔韌性和重現性優異。左旋聚乳酸(PLLA)也是一種常用于SERS基底制造的疏水性聚合物。Shao等[34]闡述了通過PLLA納米纖維和十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)分子之間的強靜電相互作用構筑基底的方法。被CTAB包覆的金納米棒(AuNRs)可以被有效地固定在PLLA納米纖維上,從而產生局部親水的熱點區域,這種局部親水的AuNRs-PLLA可有效限制分析物分子并防止其隨機擴散,作為SERS底物靈敏度高、重現性好、穩定性佳,可檢測低至1.0×10-8mol/L的R6G和孔雀石綠,RSD值約為8.0%。

除金屬材料外,半導體材料因具有良好的光譜穩定性以及高效的電荷/能量轉移等結構特征也成為了潛在的SERS活性元件[35],然而較低的增強效應嚴重限制其單獨應用于SERS的可能。為此,研究人員利用靜電紡絲技術將金屬氧化物材料加工成無機納米纖維,開發了兼具高增強能力和半導體高穩定及選擇性的SERS基底。氧化銅(CuO)、TiO2等金屬氧化物是SERS基底中研究最多的半導體材料之一。Wang等[36]將AgNO3/硝酸銅/PVP溶液利用靜電紡絲與煅燒工藝結合制備了CuO-Ag雙金屬納米纖維,通過煅燒去除PVP,形成了含有Ag和CuO的三維多孔納米纖維。當CuO與AgNPs連接時,電荷會從CuO轉移到Ag,從而產生更大的電磁場,AgNPs在激光照射下會激發更穩定和更強烈的局部SPR,顯著提升基底的增強效果和檢測性能,即使在1.0×10-8g/mL的質量濃度下也能檢測到偶氮苯,RSD值約為2.3%。除增強SERS效應外,無機材料自身具有的催化活性、抗菌活性等,為多功能基底的制造提供了理想的材料。利用TiO2的光催化和抗菌功能,還可制備具有自清潔能力和抗菌活性的可重復使用的SERS基底。Zhao等[37]在TiO2靜電紡納米纖維上通過后組裝負載了AgNPs,得到的基底具有良好的SERS增強效應,EF值達5.62×106。此外,將基底浸泡在氧氣飽和水溶液中經紫外光照射后,待測分子會在TiO2表面發生降解,拉曼特征峰隨之消失。對不同的目標分析物進行測試,如4-巰基苯甲酸(4-MBA)、R6G和對氨基硫酚(4-ATP),結果表明待測分子降解后重新負載,其拉曼特征峰相對強度由0恢復到100%,說明TiO2/Ag是一種經濟高效、可重復利用的SERS活性基底。

3.2 納米纖維結構

除纖維組成外,不同形貌的納米纖維基底對于SERS檢測性能的影響也是不同的。具有三維曲孔結構的靜電紡納米纖維膜相比于二維薄膜材料能提供更加密集的NPs負載位點。Tang等[38]通過聚電解質沉積在AuNRs和PCL纖維上建立相反的電荷,再將PCL在AuNRs溶液中浸漬適當時間,制備三維AuNRs/PCL納米纖維基底。由于三維曲孔結構使得基材的表面積增加,與二維AuNRs/PCL薄膜對應物相比,SERS強度增加6倍。而AuNRs通過靜電吸附在PCL上可以形成均勻的涂層,使得基底具有出色的重現性和靈敏度,對R6G和4-疏基吡啶的檢測限為1×10-7mol/L,EF值達105,RSD值小于5%。

與傳統的隨機取向靜電紡納米纖維相比,定向排列的納米纖維能夠調節NPs間的距離,產生定向排列和高密集度的熱點,從而提高基底的SERS活性。Lee等[39]提出了一種在高度定向排列的靜電紡納米纖維上組裝AuNRs的方法,以定向排列的納米纖維作為微納米通道,調控AuNRs沿纖維軸向優先排列,從而提升AuNRs的SPR效應和SERS檢測靈敏度。這種負載有AuNRs的定向排列的纖維基底與隨機排列的相比,拉曼信號強度提高了50倍。Zhao等[40]從玉米的表面結構中獲得了靈感,將AgNPs與PVA紡絲液共混紡絲后,利用平板收集法制備取向納米纖維,再通過熱蒸發將AgNPs沉積在取向排列的納米纖維上,開發了一種玉米粒狀的AgNPs/PVA/Ag納米纖維基底(見圖2)。PVA表面和內部的AgNPs間發生的協同效應可以在橫向和垂直的納米間隙之間產生強電磁場,從而顯著增加SERS基底的靈敏度,基底的RSD值為12.89%,其對結晶紫的EF值達到了6.04×108,檢測限為10-9mol/L。

圖2 高靈敏度三維多孔AgNPs/PVA/Ag納米纖維SERS基底的合成過程示意圖

此外,納米纖維表面的孔洞也能幫助熱點捕獲更多的待測分子,提高待測分子與NPs之間的反應速率,進而提高基底的檢測靈敏度。Chen等[20]通過直接共混法將銀納米線(AgNWs)嵌入到聚苯乙烯(PS)納米纖維中,AgNWs在納米纖維的限制下沿軸向排列,基底產生了較強的SERS增強效應,纖維表面存在的大量孔洞極大地提高了基底的樣品收集效率,促進了分析物在AgNWs表面的吸附,以4-ATP為例,其檢測限為1×10-7mol/L,RSD值為8.7%。Jalaja等[41]同樣利用PS納米纖維,開發了一種柔性SERS基底,該基底可用于原位采樣和SERS檢測,PS納米纖維的表面存在均勻分布的納米孔,大量的NPs被強烈吸附在納米纖維表面上,形成納米級拉曼熱點,加上納米纖維多孔表面額外提供的比表面積和孔隙率,使得SERS對多種分析物(如炸藥和殺蟲劑)具有高靈敏度,以R6G為例,其檢測限為1×10-7mol/L,EF值為107,RSD值為8.7%。表面具有多孔結構的納米纖維不僅能為NPs的負載提供更多的位點,并且這種高孔隙率結構能夠快速吸附待測物,但納米纖維的孔隙率以及孔徑大小對于基底增強性能的影響尚且缺乏深入的研究與探索。

4 SERS基底在生物醫用領域的應用

4.1 體液檢測

SERS提供了一種快速的光學檢測技術,可用于對尿液、汗液等外分泌液中存在的與人體健康相關聯的生物標志物進行指紋識別。尿酸是痛風、心血管和腎臟疾病的重要指標之一。Saravanan等[42]將硫醇修飾的嘌呤與聚丙烯腈(PAN)纖維復合,再負載AuNPs用于檢測尿酸,檢測限為10-7mol/L,EF值為104。此外,腺苷作為一種重要的內源性調節因子,在各組織和器官的生理活動過程中扮演了至關重要的作用。腺苷被認為是監測癌癥進展的重要生物標志物,定量檢測尿液腺苷可以有效監測癌癥水平。Wang等[43]將AgNPs/聚N-異丙基丙烯酰胺(PNIPAAm)納米纖維膜用作人尿液中腺苷的SERS檢測基底,AgNPs/PNIPAAm經激光誘導的等離子體加熱后纖維由親水轉變為疏水,既有利于疏水性腺苷分子的捕獲,又有利于親水性尿素分子的排斥,對腺苷的檢出限為107mol/L。汗液pH值是一種可以無創測量的分析物,可用于診斷和監測人體生理狀況。Chung等[44]通過熱塑性聚氨酯(TPU)靜電紡納米纖維和金濺射涂層復合,首次開發了一種用于持續健康監測和即時檢測的可穿戴SERS活性基底(見圖3),4-MBA/Au/TPU基底在5.5～7.0的pH值范圍內具有良好的檢測準確性。此外,通過結合不同的SERS標記分子,該基底也能應用于其它生物體液(如血液、眼淚、唾液和尿液)的檢測。這種可穿戴SERS健康檢測傳感器可作為強大的分析工具,以簡便和非侵入性的方式對實際應用中的分析物進行原位和床旁檢測。

圖3 SERS活性Au/TPU靜電紡可穿戴汗液pH值傳感器制造和應用示意圖

4.2 細菌檢測

細菌種類繁多、傳播途徑廣、耐藥性多變,易引起動物和人類傳染病,因此,如何快速檢測和鑒別細菌是醫療保健、環境監測、食品安全中最具挑戰性的任務之一。通過SERS能在短時間內從細菌細胞中獲得特征光譜進行檢測,無需復雜耗時的細菌培養和聚合酶鏈反應[45]。目前利用SERS進行細菌檢測的最大問題是缺乏具有高增強因子和穩定性良好的傳感基底。Chen等[46]先利用靜電吸附效應在柔性聚偏氟乙烯(PVDF)纖維表面沉積Au種子,其次通過I-和AuCl4-之間的配位形成穩定的AuI4-絡合物,從而抑制Au的自成核;最后,在PVDF/Au纖維上原位生長AuNPs,AuNPs密集分布在纖維的三維網絡中產生了大規模的熱點;PVDF/Au纖維基底可與細菌的三維表面結合產生有效的SERS信號,從而開展細菌檢測。

為提高基底對細菌檢測的靈敏度,具有高增效應的無機納米纖維也被用作基底材料。Yang等[47]設計了Ag/TiO2靜電紡納米纖維用于直接檢測大腸桿菌和金黃色葡萄球菌,而無需事先將細菌與適配體偶聯對比觀察2種細菌的特征峰,Ag/TiO2基底對金黃色葡萄球菌的檢測更敏感。雖然Ag/TiO2納米纖維SERS基底具有一定的抗菌活性,但SERS信號是從細菌細胞的官能團振動中采集的,即使在細菌死亡后也可以檢測到對應的SERS光譜。具有抗菌活性的TiO2的引入,使得SERS柔性基底有望開發成具有自清潔性和可重復使用的細菌檢測基底,進而降低基底的使用成本。

目前,大部分納米纖維柔性基底只能在細菌濃度較高時才能有效檢出細菌,而對細菌的原位檢測才是SERS基底的應用與發展方向,因此,研究人員開始研發具有高靈敏度的納米纖維柔性SERS基底用于細菌檢測。Wan等[48]制備了摻有AuNPs的柔性二氧化硅(SiO2/Au)納米纖維,隨后將SiO2/Au浸入單寧酸(TA)和3-氨基丙基三乙氧基硅烷溶液中,通過邁克爾加成反應對其進行表面改性。最后,以TA為還原劑在納米纖維表面原位生長AuNPs而得到Ag/TA/SiO2/Au。由于Au和Ag納米粒子的協同增強,使柔性復合納米纖維膜具有優異的SERS活性,EF值達108,該基底可直接用于檢測金黃色葡萄球菌且無需復雜的特異性細菌偶聯程序,檢測濃度可低至103CFU/mL。

5 結束語

目前,圍繞納米纖維基柔性表面增強拉曼光譜(SERS)基底的設計、制備和應用已進行了大量的研究,但其在生物醫用領域的研究仍處于起步階段,需要進一步探索,尤其是在醫療診斷方面;而且復雜的體液環境對基底的檢測性能提出了極高的要求,既要關注基底對于待測物的選擇性,降低環境及雜質對SERS信號的干擾,還要著眼于基底納米顆粒的抗酸堿性、抗氧化性和生物相容性等,保證基底對待測物高效準確的檢測。通過結合新型可穿戴傳感器或電子器件,納米纖維SERS基底還可用于非侵入的人體健康參數監測。在不久的將來,期待納米纖維基SERS基底在人體健康生活監測和疾病診斷(包括體外和體內)中的大量實際應用。