2025年6月20日Advanced Photonics期刊在线发表了题为“Bacterial identification by metabolite-level interpretable surface-enhanced Raman spectroscopy”的研究论文，该工作由上海交通大学生物医学工程学院叶坚教授团队和上海交通大学医学院儿童医学中心陶悦副研究员团队联合完成。该研究基于非标记表面增强拉曼光谱技术（Surface-enhanced Raman spectroscopy, SERS），开发了一种简单快速的细菌鉴定流程，验证了该方法中的光谱信息主要来自于小分子代谢物，基于这些信息搭建了用于细菌鉴定的可解释性卷积神经网络（CNN）模型。研究从颗粒表面选择性吸附分子的角度出发，解释了革兰氏阳性菌（Gram+）和革兰氏阴性菌（Gram-）在光谱上所出现的差异，通过结合激光解吸/电离质谱技术对颗粒表面的分子进行了鉴定，实现了 SERS 光谱在代谢物水平的系统性的光谱解析，为相关基于SERS的细菌诊断方法提供了理论基础。该工作有望推动具有分子可解释性的 SERS 诊断工具的开发，提升SERS在分析化学和其他生物代谢检测领域的应用价值。 上海交通大学生物医学工程学院博士生陈浩然、上海交通大学医学院附属上海儿童医学中心感染研究室主管技师赵瑞珂为共同第一作者。上海交通大学生物医学工程学院叶坚教授、陈舟助理研究员以及上海交通大学医学院附属上海儿童医学中心陶悦副研究员为本文的共同通讯作者。该工作还得到了上海交通大学医学院附属上海儿童医学中心莫茜教授和沈楠医生的大力支持。