当植物感受胁迫时能够释放分子激活防御体系，通过探测这种与压力有关的分子能够帮助理解胁迫的发生，避免其成长为疾病。但是探测活体植物的内源性信号分子非常困难，因为通常此类分子的浓度非常低，而且与其他化合物之间相互干扰。此外，现有的相关方法通常采取侵入式，并且耗费较多人力。

有鉴于此，首尔大学Seon-Yeong Kwak、Dae Hong Jeong等报道发展了一种非破坏性的表面增强拉曼光谱表征技术进行实时监控活体植物在遭受多种胁迫时的多种相关分子信号。

本文要点

（1）

将纳米探针修饰在细胞内，从而保证其在近红外区间（785 nm）具有光学活性，同时避免与植物自身荧光信号之间相互干扰。这种纳米探针分子含有包裹波纹型Ag外壳的Si纳米球，并且在外壳上修饰水溶性聚二烯丙基二甲基氯化铵阳离子，从而能够与多种植物信号分子之间产生相互作用。

（2）

这种方法能够在测试过程中实现SERS信号增强，信号的增强幅度达到2.9×10⁷，信噪比达到64，信号采集时间~100 ms。这种方法具有定量检测多种不同分子的能力，通过分子结合模型能够分析两种不同分子同时结合到纳米探针的SERS热点的情况，在处于生物或者非生物压力情况，这种生物探针能够监测药用牛蒡（Nasturtium officinale）、普通小麦（Triticum aestivum L.）和大麦（Hordeum vulgare L.）体内的水杨酸、细胞外三磷酸腺苷、十字花科植物抗毒素、谷胱甘肽。这些分子都能够指示植物可能患病。

这种plasmonic纳米探针能够用于植物病患的早期诊断，从而为及时处理植物疾病提供方法和手段。

参考文献

Won Ki Son, Yun Sik Choi, Young Woo Han, Dong Wook Shin, Kyunghun Min, Jiyoung Shin, Min Jeong Lee, Hokyoung Son, Dae Hong Jeong & Seon-Yeong Kwak, In vivo surface-enhanced Raman scattering nanosensor for the real-time monitoring of multiple stress signalling molecules in plants, Nat. Nanotechnol. (2022)

DOI: 10.1038/s41565-022-01274-2

https://www.nature.com/articles/s41565-022-01274-2