拉曼光譜雖微弱卻敏感

一束光，看似是黃白色，但經過棱鏡的折射，可以看到赤橙黃綠青藍紫，五彩繽紛。在大自然里，其實還有大量我們看不見的“光”：紅外線、紫外線……它們同樣可以通過光柵分離，按照波長、頻率不同分成一道道光譜。拉曼光譜就是其中的一種。

“光是有能量的，不同的波長對應不同的能量，投射到不同的物體會產生不同的效果，比如紫外線就可以殺菌。”鄭大威說，這就好比不同尺寸的小石頭去擊打不同厚度的玻璃，小石頭能擊碎薄玻璃，大石頭能擊碎厚玻璃，“它們中間建立著一種微妙的對應。如果我們能利用這種對應，確定標準參照，就能溯源鎖定它的對應物。”鄭大威說，拉曼光譜的一個特點恰恰就是能夠反映分子結構的特性，自從上世紀20年代被發現以來，很少有人摸清它的奧妙。

進入新世紀，拉曼光譜迅速走紅。“拉曼光譜的能量非常微弱，但卻非常敏感，特異性強，因此特別適合進行快速篩查檢測。”鄭大威說，學界意識到這一前景，爭相開始做應用研究。他也是其中一個，1980年考入北工大環境監測專業，打下了扎實的化學分析基礎。1996年鄭大威就開始做光譜研究，進入了拉曼光譜研究的前沿。

“火眼金睛”檢測三聚氰胺

光譜是光線經過色散以后的頻譜，聽不見摸不著，似乎很枯燥，但鄭大威研究得很投入，一干就是20多年。如何讓微弱的拉曼光譜發揮“火眼金睛”的作用，他合成的增強試劑能將拉曼散射的強度放大10萬倍以上。這樣，任何物質中的異樣成分，即使是細小如分子，都無所遁形。

在2008年的“三聚氰胺”事件中，鄭大威與合作企業應用便攜式表面增強拉曼光譜儀小試牛刀。鄭大威回憶說，此前國內監測奶粉是否合格的一項重要指標就是蛋白質，具體就用氮元素含量來體現，這給了一些不法商家以可乘之機，他們在普通奶粉里摻加根本不能被嬰兒吸收的三聚氰胺，大幅提高氮含量。