- 选题背景和意义：
生物体的氧化还原状态是对体内氧化态和还原态分子如自由基、氧化还原电对、蛋白巯基和酶等的一个综合指标，它在几乎所有的生命活动中都有一定的变化。因此，保持生物体内的氧化还原平衡对生命的健康有着重要的意义。在自然界中，植物产生还原性的分子而动物消耗它们，因此植物性食物是人体还原性分子的重要来源。水果和蔬菜是我们日常饮食中最重要的组成部分，它们含有各种各样的还原性分子（天然的抗氧化剂）如酚类、黄酮类、黄酮醇和维生素C等。不同的果蔬含有不同的天然抗氧化剂，同种果蔬也在不同的生长和储存状态含有不等量的天然抗氧化剂。果蔬中天然抗氧化剂的含量或抗氧化能力是用来评估它们的营养价值、新鲜程度和对健康的影响的重要参数。因此，检测果蔬中的这些参数是非常有必要的。
传统的体内取样体外检测的方法必须在检测前从果树中提取汁液或其中的抗氧化剂，这是非常耗时的，而且这种方法不可避免地会使抗氧化物在检测过程中长时间暴露在空气中。电化学方法似乎是一个理想的检测方法，然而根据过去的文献记载，这种方法仍然需要从体内取样或提取汁液。即使有记载用微电极插入果蔬中进行检测，它也不能同时测量PH和氧化还原状态，因为氧化还原状态是受PH影响的。
拉曼技术可以对样品进行原位实时的检测。拉曼相关的技术已经被用于果蔬中色素（特定的抗氧化剂）含量的检测。然而，受技术局限的原因，一些抗氧化剂不能被直接地检测到。除此之外，一种或几种抗氧化剂的含量不能代表整个果蔬的氧化还原状态。因此，获取果蔬的氧化还原状态的数据仍旧是一个巨大的挑战。使用蒽醌的衍生物作为氧化还原敏感分子，有科学家制成了氧化还原敏感探针并且使用它成功地检测了活细胞内的氧化还原水平。
本课题利用选择好的特异性的信号分子，将其结合在SERS增强基底上，在前期处理中将微针刻好两个凹槽之后，将结合好的信号分子-基底混合物吸附在微针上已经打好的凹槽内构成探针。两个凹槽分别吸附对PH和氧化还原态敏感的信号分子-基底混合物，可以同时对两项指标进行检测。这种技术为生物体内氧化还原态和PH的检测提供了一种新的方法。
- 课题关键问题及难点：
在预实验阶段，由于前辈在做类似的实验，本人也有参与其中，在整个过程中发现了一些关键的点和一些问题，具体陈列如下：
- 探针的制备问题
上文中有讲到需要将结合好的信号分子-基底混合物吸附在微针刻好的凹槽中，但是在吸附过程中，有些微针的吸附结果并不好，有些混合物较多的吸附在凹槽外，而凹槽内却基本没有吸附，有些吸附之后容易掉落。我们改进了制备方法，在后文方案论证中有介绍
- 两种信号分子-基底混合物在刺入样品过程中掉落影响光谱结果
由于PH探针的光谱中在氧化还原探针的一个特征峰处也有峰，在刺入样品过程中，位于凹槽外的PH信号分子-基底混合物会有部分掉入氧化还原探针的凹槽中，造成影响。后来，我们在微针靠近针头端的凹槽吸附PH探针，在靠近针把的凹槽内吸附氧化还原探针，然后用纸巾自针把到针头端将未吸附的的探针擦去，由于氧化还原探针的光谱对PH的无影响，故可采用此方法。
- 同一凹槽内不同部位光谱差别较大
由于凹槽内的探针不一定全部能接触到样品的待测部位，故会导致多次测量之后的特征峰有不同的变化。通过多次测量舍弃偏差大的值后取平均值可解决。
- 文献综述（或调研报告）：
1. 拉曼技术可以对样品进行原位实时的检测。拉曼相关的技术已经被用于果蔬中色素（特定的抗氧化剂）含量的检测。然而，受技术局限的原因，一些抗氧化剂不能被直接地检测到。除此之外，一种或几种抗氧化剂的含量不能代表整个果蔬的氧化还原状态。因此，获取果蔬的氧化还原状态的数据仍旧是一个巨大的挑战。使用蒽醌的衍生物作为氧化还原敏感分子，有科学家制成了氧化还原敏感探针并且使用它成功地检测了活细胞内的氧化还原水平。
2. 4-巯基苯甲酸可以凭借其巯基连接在金纳米壳上，而其羧基作为对PH敏感的基团，可以根据其解离状态来测定样品的PH，其拉曼光谱中的I1143/I1180可以指示样品的PH值。蒽醌-2-羧酸与胱氨酸在DCC（二环己基碳二亚胺）的催化下脱水生成的物质其巯基可连接在金纳米壳上，其蒽醌部分对电子敏感，即对氧化还原状态敏感，其拉曼光谱中的I1606/I1666可以量化样品氧化还原态的高低，可以作为氧化还原探针来测定样品的氧化还原状态。
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