完成单位： 中国检验检疫科学研究院、华中农业大学、吉林大学、哈尔滨工业大学（威海）

完成人：邹明强、韩鹤友、赵冰、齐小花、王英英、李文涛、杨立滨、吕志成、张勋、唐梦奇

成果简介：

针对快检技术准确性差、定量难和标准缺失的瓶颈性难题，从拉曼光谱理论、快检仪和技术方法全链条突破，使拉曼检测向“快、准、灵、标”理想境界跨跃：

（1）提出半导体表面增强拉曼光谱学新理论，发掘二维多层膜系统光场均匀分布机制，突破了SERS仅限于贵金属传统学说制约；攻克了仿壁虎脚、知了翅膀、花椰菜等天然仿生和均相纳米增强基底的核心技术，实现纳米可控组装批量化均一制备，解决了“SERS热点”随机分布测量波动性痛点，可对列管27种芬太尼类物质全覆盖一步法定量检测，检测限0.1-25ppb。

（2）发明了自定位稳定光机结构和异频双波光谱滤光降噪技术，攻克了拉曼快检仪光程短、背景干扰等核心难点，开发了可靠性好、信噪比高的拉曼快检仪；开发云网端架构拉曼智能分析系统，实现了新型毒品、易制毒化学品、麻醉品、危化品、爆炸物等云端智能甄别和基于可疑人员筛查、比例趋势统计等大数据分析模型集中管控功能。

（3）创建了特征分子指纹内标归一化定量分析模型，提出支持向量机(SVM)和主成分分析(PCA)拉曼指纹鉴别策略，全面用于橄榄油掺杂和珠宝玉石精准识别和复杂基质微痕量毒品、非法添加物、农兽残、毒素、病毒及转基因等高灵敏定量检测，与实验室标准方法符合率100%，单样测试时间1分钟；从仪器、增强基底及方法全方位创建完善的“快、准、灵、标”拉曼快检标准化体系，实现了快检标准从无到有、从单一环节到全链条、从定性到定量的突破。

授权发明专利13项（授权6项）、软件著作权11项；标准/规范7项（含国际标准1项）；发表SCI论文116篇，引用3995次，1篇被国际顶级期刊《Angew. Chem. Int. Edit.》选为VIP文章，3篇被选为《Nanoscale》和《ACS Appl. Mater. Inter.》封面文章。经鉴定认为“解决了芬太尼类物质现场快速筛查重大技术难题，提升了我国拉曼光谱分析水平，达到国际领先水平”。为海关打私、公安缉毒、食品及贵重消费品等民生重大事件应急执法做出重要贡献。

创新点及科学价值：

本项目针对拉曼分析机制、表面修饰和组装、生物纳米器件制备、仪器关键参数等开展持续性研究攻关，解决了表面增强拉曼光谱（SERS）存在的复杂基质干扰、待测物分布不均匀、激光聚焦点随机性差异等应用难题，提升了SERS分析可靠性、灵敏度和准确性，从仪器、SERS基底及应用等维度构建了拉曼分析质量控制规范和标准化体系，促进了拉曼快检技术及其产业化发展。

社会经济效益：

本项目基于拉曼现场快检技术及标准创新，多领域、全链条、系统化为政府技术执法、民生保障和重点产业振兴，创建了可有效用于公共安全重点领域应急管理的现场、实时快检技术和标准体系，成本低、绿色无污染，为芬太尼类物质、洋垃圾等海关打私，公安刑侦缉毒，食品及贵重民生消费品应急执法和监督做出重要贡献，具有显著的社会效益和生态效益。

项目成果助力我国外交外贸大局，为使中美贸易摩擦朝有利世界经济方向发展提供技术支撑。作为全球最大经济体，中美两国经济具有极强的互补性，中美合则两利、斗则俱伤，合作是唯一正确的选择。尤其在世界经济下行的当今，中美贸易摩擦直接影响世界经济走向。芬太尼类物质管控问题系中美贸易摩擦谈判中敏感事项。2018年12月1日中美两国元首就中美贸易摩擦会晤时我方郑重承诺对芬太尼类物质进行整类列管，并于2019年于5月1日起实施。然而，缺乏有效现场快检技术，制约了全国口岸芬太尼类物质有效管控。项目成果提供了一次性全覆盖27种芬太尼的拉曼快检技术与装备，灵敏度高，全程分析不超过10分钟，解决了芬太尼现场快速筛查重大技术问题，在长春海关、天津海关、防城港海关等进行实地应用示范和应急演练，用科技力量力挺我国国家外交外贸，助力中美贸易摩擦向有利于全球经济向好方向发展。

项目成果为我国政府行政执法提供重要技术支撑。项目成果用于食品农产品中微痕量违禁添加物、生物毒素、转基因等快速筛查，实现从源头到流通到餐桌全过程进行食品农产品安全监测控制和追溯，为保障“菜篮子”、“果盘子”安全提供强有力支撑；基于创建禁毒智能物联网大数据平台，实现吸毒人员服务管理便捷化和智能化禁毒监管，并通过全国食品安全监管年会、国际污水监测大会现场演等方式进行宣贯和推广，为支持我国行政执法做出重要贡献。

项目产生了显著经济效益。合作单位采用项目成果提升其拉曼快检技术先进性和竞争力，产品畅销近20多省市或地区，出口至美、日、澳、英、韩等国或地区;用于食品农产品微痕量污染物、毒素、农兽残留、转基因等快速分析h和珠宝玉石、固废属性鉴别，保障了约20万批次、近2000 亿元销售规模“菜篮子”和“果盘子”安全；相关标准在珠宝行业应用，为几百万批次货值达数十亿元珠宝玉石检验和价值评估提供了科学依据和技术支撑。

应用前景：

解决了拉曼应用核心问题，推动了拉曼光谱分析技术进步和产业化发展。项目提出半导体纳米组装SERS增强新机制，突破了通常认为SERS基底仅限于贵金属的学说，拓宽了SERS增强应用领域；开发了可靠性好、信噪比高的拉曼快检仪和云网端架构拉曼智能分析系统，有效解决了复杂基质中微痕量组分拉曼定量化分析可靠性、重现性等方法学问题；建立了系列应用方法和标准体系，实现了食品安全快检和贵重消费品保真鉴别，新型毒品、易制毒化学品、麻醉品、危化品、爆炸物等云端智能甄别，突破了长期困扰拉曼分析技术应用及产业化发展的瓶颈性制约，大力推动了拉曼光谱分析技术进步和应用发展，在食品农产品安全和反欺诈等市场监管、海关打私、公安缉毒、企业自检自控等领域具有极其广阔的应用前景。