学科专业评审组：能源与化工组
项目名称：拉曼光谱探头及配套表面增强拉曼散射传感薄膜研发关键技术与应用
提名单位： 陕西省教育厅
提名等级：二等奖
提名单位意见： 该项目紧密围绕我国纺织品检测、食品检测、生物医学检测等关键领域的重大需求，积极响应国家“面向重大需求、面向人民生命健康”的战略号召，专注于微型拉曼光谱探头及其配套SERS传感薄膜的研发关键技术与生物/化学分析检测应用探索。针对传统拉曼光谱检测中灵敏度低、环境适应性差等突出问题，首先，本项目创新设计出具备高信噪比、高对焦精度且能在高低温环境下稳定检测的微型拉曼光谱探头。基于该探头，结合光谱共焦位移传感器的峰值提取方法、软件及系统，成功开发出2款小型手持式拉曼光谱仪（型号：ATR6500、ATR6600）与1款便携式拉曼光谱仪（型号：ATR3000）。然后，本项目采用磁控溅射物理法与清洁化学合成法技术，成功研制出Ta/Ag、Mo/Ag、Si/Au/Ag、PVDF@Au系列SERS传感薄膜。这些薄膜拥有独特的纳米“针尖结构”与“间隙结构”，实现了400 nm-800 nm范围内可调的局域表面等离子体共振，并可激发拉曼散射光谱信号的指数级放大效应。配套本项目自主设计的拉曼光谱仪设备，已成功完成生化分子及细菌的超灵敏SERS光学检测应用，最终形成一套拉曼光谱探头、算法、软件系统及配套SERS传感薄膜材料研发的关键技术体系，取得了显著的经济社会效益。
项目简介：
客观评价：
应用情况和效益：
主要知识产权和标准规范等目录：
主要完成人：
  1. 姓名：陈东圳
    排名：1
    行政职务：无
    技术职称：副教授
    工作单位：西安工程大学
    对本项目技术创造性贡献：开发了系列SERS基底材料，协作开发了拉曼光谱探头；开发了相关软件系统；完成了专利3、专利4、专利5、专利6、专利7、专利8、专利9。
    曾获国家科技奖励情况：2025年度陕西省高等学校科学技术研究优秀成果奖二等奖，项目名称：表面清洁态含银微纳薄膜的关键制备技术与生物光学传感应用，排名：第1； 第三届国际合作高峰论坛“最具投资价值奖”； 秦创原科技成果转化先行区科技项目优胜奖。
  2. 姓名：刘鸿飞
    排名：2
    行政职务：董事长
    技术职称：高级工程师
    工作单位：奥谱天成(厦门)光电股份有限公司
    对本项目技术创造性贡献：开发了拉曼光谱探头、拉曼光谱仪系列设备。
    曾获国家科技奖励情况：2020年度福建省科学技术进步二等奖，项目名称：拉曼光谱检测技术研发与应用，排名：第4。
  3. 姓名：黄剑
    排名：3
    行政职务：无
    技术职称：讲师
    工作单位：西安石油大学
    对本项目技术创造性贡献：开发了系列SERS基底材料；开发了相关软件系统；完成了专利3、专利4。
    曾获国家科技奖励情况：2024年度陕西省高等学校科学技术研究优秀成果二等奖，项目名称：环保型稳定井壁水基钻井液关键技术及产业化，排名：第7； 2023年度陕西石化科学技术一等奖，项目名称：二氧化碳到环状碳酸脂和聚碳酸酯的催化转化，排名：第5。
  4. 姓名：宋忠孝
    排名：4
    行政职务：无
    技术职称：教授
    工作单位：西安交通大学
    对本项目技术创造性贡献：开发了SERS传感薄膜材料的磁控溅射制备技术；完成了专利3、专利4、专利6、专利7。
    曾获国家科技奖励情况：2025年度陕西省高等学校科学技术研究优秀成果奖二等奖，项目名称：表面清洁态含银微纳薄膜的关键制备技术与生物光学传感应用，排名：第3； 2009年度，教育部“新世纪优秀人才”； 2013年度，科技部“科技创新创业人才” 2014年度，江苏省“双创人才”； 2014年度，中国“产学研创新个人奖”。
  5. 姓名：贺辛亥
    排名：5
    行政职务：无
    技术职称：教授
    工作单位：西安工程大学
    对本项目技术创造性贡献：协作开发了相关SERS基底材料及软件系统；完成了专利5、专利7、专利8、专利9。
    曾获国家科技奖励情况：2025年度陕西省高等学校科学技术研究优秀成果奖二等奖，项目名称：表面清洁态含银微纳薄膜的关键制备技术与生物光学传感应用，排名：第5； 陕西省科学技术进步三等奖1项，排名：第1。
  6. 姓名：付涛
    排名：6
    行政职务：无
    技术职称：副教授
    工作单位：西安交通大学
    对本项目技术创造性贡献：完成了生物医用相关SERS检测；完成了专利7、专利8。
    曾获国家科技奖励情况：2025年度陕西省高等学校优秀科技成果二等奖，项目名称：表面清洁态含银微纳薄膜的关键制备技术与生物光学传感应用，排名：第2。
  7. 姓名：张萌
    排名：7
    行政职务：无
    技术职称：主治医师
    工作单位：西安交通大学
    对本项目技术创造性贡献：完成了生物医用相关SERS检测；完成了专利7、专利8。
    曾获国家科技奖励情况：2025年度陕西省高等学校优秀科技成果二等奖，项目名称：表面清洁态含银微纳薄膜的关键制备技术与生物光学传感应用，排名：第7。
主要完成单位及创新推广贡献：
  1. 单位名称：西安工程大学
    单位贡献：成功研制出孔径可控、“热点”密度可调的纳米Ta/Ag多孔阵列薄膜。深入揭示了Ta原子掺杂对Ag纳米薄膜微观结构的精准调控规律，阐明了Ta元素掺杂提升银纳米薄膜化学稳定性的作用机制。进一步设计了Mo/Ag、PVDF@Au微纳结构SERS传感薄膜，最终实现了与手持式拉曼光谱仪高度适配SERS传感薄膜材料的开发。克服了中值滤波加质心法对数据敏感性不足的缺陷，实现了光谱数据峰值的精准提取，显著提升了拉曼传感器的测量精度。

  2. 单位名称：奥谱天成(厦门)光电股份有限公司
    单位贡献：创新发明了一种微型拉曼光谱探头，成功攻克了长距离光纤传输以及高温环境下拉曼光谱检测适应性差的难题。同时解决了拉曼光谱探头激光能量在长距离及高温条件下有效延时扫描比例低的问题，有效避免了拉曼检测过程中激光能量的衰减。基于该微型拉曼光谱探头的核心技术，进一步开发出2款小型手持式拉曼光谱仪和1款便携式拉曼光谱仪。创新发明了光谱共焦位移传感器的峰值提取算法及配套软件系统，有效解决了拉曼光谱检测过程中，因物品表面反射率、粗糙度、颜色等光学特性差异，以及光谱能量分布复杂而引发的问题。将系列拉曼光谱仪设备推向市场，实现产业化、商业化。

  3. 单位名称：西安石油大学
    单位贡献：协助开发出与手持式拉曼光谱仪相配套的纳米SERS传感薄膜基底材料，利用其局域表面等离子体共振效应，拉曼信号强度指数倍数提升，为手持式拉曼光谱检测灵敏度的提升开辟了新路径。将便携拉曼光谱技术推向原油检测相关应用，切实推广了拉曼光谱技术的应用范围。

  4. 单位名称：西安交通大学
    单位贡献：协助开发出兼具高灵敏度、优异环境适应性且耐高低温的Ta/Ag、Au/Ag等系列SERS传感薄膜，精准厘清了微粒尺寸、微观形貌及SERS光学传感特性之间的内在联系，切实增强了SERS分析系统中传感薄膜材料与手持式拉曼光谱检测仪的兼容性与稳定性。运用胶体涂镀法构建出“纳米针尖”Au/Ag纳米传感薄膜，并将该传感薄膜成功应用于细菌及生物分子的SERS光学传感。

完成人合作关系说明： 完成人合作关系说明：1
陕西省科技厅成果处