深海极端环境塑造了特殊的生命过程，资源潜力巨大，对其探测与研究是国际地球科学前沿。然而，深海严苛的高压环境极大地限制了深海采样及探测技术的应用。深海原位探测技术可以在不改变被测物位置及状态的条件下，获取深海样品的组分及含量信息，因此被越来越广泛地应用到深海极端环境的研究工作中。

       深海极端环境原位探测技术拥有广阔的前景，但由于深海环境极端复杂，作为一种新兴的探测技术仍需解决诸多科学难题。目前国际上仍缺乏对深海原位一些大分子，特别是深海极端环境下生存的各种微生物的相关代谢产物和中间体的检测手段。

       同时，在国际上深海微生物细胞外代谢产物也无原位检测方法，传统的检测方法，如测色法、液相色谱-质谱(LC-MS)和核磁共振(NMR)等，不能同时检测多组分，耗时、成本高、灵敏度低。激光拉曼检测限只能达到毫摩尔级，严重阻碍了激光拉曼技术对低浓度深海微生物代谢产物或中间体的检测。因此深海细胞外代谢产物的原位探测十分困难，面临巨大的挑战。

       近日，中科院海洋所和中科院物理所合作制备出七星瓢虫状银纳米颗粒的表面增强拉曼散射(SERS)基底，利用自主研发的深海拉曼探针系统，成功实现了高温热液喷口流体温度、成分、矿物和上覆生物群落水的物理化学参数的原位检测。

       SERS主要来源于贵金属(银、金)纳米颗粒附近局部电磁场的增强；因此具有超灵敏、快速检测微量分子的能力，检测限可以达到纳摩尔，甚至皮摩尔级。然而目前广泛应用的SERS基底大部分是液态溶胶材料，固态SERS基底也有易氧化，高压易脱落的缺点，深海原位探测中无法应用。

       研究团队利用高温退火工艺对镀银膜的石英进行热处理，成功制备类似七星瓢虫斑点样的银纳米颗粒SERS基底材料，表现出良好的晶体取向，在11MPa下实现10-6M 磷酸乙醇胺的检测。研发的SERS基底材料还具有强抗氧化性，并且可耐受深海高压环境，保障了2022年南海冷泉生态系统原位探测航次的成功，在满足深海原位探测需求的同时，也适用于极端工业环境的检测，为未来深海原位检测低浓度的微生物代谢产物提供了新手段。

       该项研究发布在国际学术期刊《Surfaces and Interfaces》上，题目为“One-step method to prepare coccinellaseptempunctate-like silver nanoparticles for high sensitivity SERS detection”。