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中国科学院城市环境研究所膜材料与技术研究组在表面增强拉曼光谱（SERS）用于蛋白质膜污染的高灵敏、多功能检测研究方面取得重要进展。相关成果发表于美国化学会期刊《Analytical Chemistry》（Li Cui, Meng Yao, Bin Ren, and Kai-Song Zhang*, Sensitive and Versatile Detection of the Fouling Process and Fouling Propensity of Proteins on Polyvinylidene Fluoride Membranes via Surface-Enhanced Raman Spectroscopy. Anal Chem, 2011, 83, 1709–1716）。

膜技术（如微滤、超滤、纳滤、反渗透等）在水处理、生物医药等领域应用日益广泛。然而，膜污染问题严重制约了膜技术的发展：污染不仅导致膜通量和分离性能下降，还因清洗和更换膜组件而大幅增加运行成本。因此，发展一种能够实现膜污染早期诊断、过程跟踪以及不同物质膜污染能力鉴别的检测手段，对于深入理解膜污染机制、控制和减缓污染至关重要。

该研究组通过优化SERS活性银溶胶的聚集状态、在滤膜表面的分布及用量，并借助线聚焦和统计方法，实现了滤膜表面污染物的高灵敏检测、信号均匀性和稳定性。在此基础上，成功实现了SERS对膜污染的早期诊断和过程跟踪，并利用拉曼成像（Raman mapping）和银染（Ag-staining）技术使膜堵塞区域可视化。此外，通过比较不同蛋白质过滤前后SERS相对强度的差异，可方便地判断不同蛋白质的膜污染能力。与基于荧光的技术相比，SERS具有谱峰窄、可使用相同激发光和功率同时获取多种物质SERS谱图的优势，从而能够快速鉴别不同物质的膜污染能力。

该研究不仅建立了SERS研究膜污染的方法，而且所展示的多种功能使其可拓展至更复杂的膜污染体系，有助于深入了解污染物与滤膜的相互作用，为开发抗污染滤膜和控制膜污染提供重要线索。

该工作得到国家自然科学基金、福建省自然科学基金和中国科学院知识创新工程的资助。