微藻是地球上代谢功能最为多样化的生物类群之一，在全球碳循环中发挥着关键作用。它们可以通过光合作用将二氧化碳转化为油脂、碳水化合物、蛋白质、色素等高附加值代谢产物，被广泛地应用于生物燃料、食品、保健品等领域。陈峰教授团队一直致力于通过调控微藻的基因表达与培养工艺实现特定代谢产物的生产，满足国家“双碳“目标战略发展以及国民营养健康的需求。快速、准确的检测微藻细胞代谢产物的变化是加速微藻细胞工厂及其代谢产物的挖掘与利用的关键。
表面增强拉曼光谱（Surface enhanced Raman spectroscopy, SERS）技术能够在非标记状态下完成细胞的活体分析，实时反馈细胞代谢组成，为快速的细胞分析检测提供了一种简便、高效的方法。SERS技术通常需要金纳米材料作为增强基底，然而金纳米材料制备条件苛刻且难以导入微藻细胞内部，因此，利用SERS技术对微藻进行单细胞快速分析检测仍然面临着巨大的挑战。
针对上述微藻单细胞检测难题，深圳大学高等研究院陈峰教授研究团队利用生物矿化策略，在微藻细胞内可控合成金纳米颗粒，成功在单细胞水平上增强了各种代谢产物的拉曼信号，全套过程仅需4小时，满足快速分析检测的需求，证明了SERS技术在微藻单细胞分析检测领域的巨大应用潜力。该成果发以内封面文章表于《ACS Sustainable Chemistry & Engineering》（影响因子：8.198，中科院一区），题为“Intracellular Biosynthesis of Gold Nanoparticles for Monitoring Microalgal Biomass via Surface-Enhanced Raman Spectroscopy”。该团队李霄洁博士为第一作者，陈峰教授为通讯作者，深圳大学为第一完成单位和通讯单位。
上述研究工作得到广东省重点领域研发计划（2018B020206001）、珠江团队（2019ZT08H476）、孔雀团队（KQTD20180412181334790）以及国家自然科学基金（31901624）等项目的资助。
文章链接：https://doi.org/10.1021/acssuschemeng.1c07432