전통적인 Au/Ag 입자 기반 SERS 기판이 모르핀 검출 시 쉽게 응집되고 비활성화되며 신호 균일성이 떨어지고 특이성이 부족한 문제를 해결하기 위해, 본 연구에서는 Au로 개질된 메조포러스 실리콘 나노 어레이(Au-JSiNA)를 기반으로 한 3차원 SERS 검출장치를 개발하여 복잡한 매트릭스 내 모르핀의 빠른 식별 및 정량 분석에 사용하였다. 장치는 Au-JSiNA 센서 칩과 휴대용 라만 장치로 구성되며, 칩은 메조포러스 어레이 구성, 금 나노층 증착 및 기능적 개질을 통해 제작되었다. 성능 테스트 결과, 신호가 약 1자릿수 증가하였고, 수용액계에서 검출 한계는 0.10 nmol/L(r²=0.941), 에탄올계에서는 0.13 nmol/L(r²=0.948)로 나타났다. 모르핀의 특징 피크(623, 1254, 1367, 1603 cm⁻¹)를 안정적으로 인식하였으며, 안정적인 민감도 검출 능력을 보였다. 소변 샘플에서 정밀도와 간섭 저항성이 우수하였고, 첨가회수율은 91.8%~104%였으며 LC-MS/MS 결과와 높은 일치를 보였다(r=0.987). 혈액 샘플에서도 특징 피크를 안정적으로 인식하여 우수한 민감도와 적용성을 나타냈다. 해당 장치는 고감도, 우수한 재현성 및 간섭 저항성을 겸비하여 현장 빠른 검진에 새로운 기술적 지원을 제공하며, 의료 안전 및 범죄 수사 분야에서 중요한 실용적 가치를 가진다.

표면 증강 라만 분광법(SERS); 모르핀 검출; Au-JSiNA 3차원 구조 칩; 메조포러스 실리콘 나노 어레이; 검출 장치