表面增强拉曼光谱(Surface-enhanced Raman Spectroscopy, SERS)具有单分子水平的高灵敏性、分子指纹特征、无损及样品需要量少等特征,可实现实时、快速、灵敏的检测和监测,目前已广泛应用于生物、医学、分析化学、物理化学、等领域。但是,在实际的现场分析检测方面却仍受限制,这主要是因为一般合成的SERS基底重现性、稳定性不能满足实际检测的需求。因此,为改善基底的重现性问题,需要设计、构筑SERS热点分布均一的基底,研究者们已就此展开了大量关于组装纳米粒子的研究。但是,其中很多基底要求的制备条件苛刻、方法复杂、成本昂贵,并不适合推广使用。为实现SERS技术的普遍应用,亟待发展成本低廉、制备简单、便携、易贮存,但又具备高灵敏性、重现性和稳定性好的SERS基底。针对这些问题,本论文以将贵金属纳米粒子组装到毛细管内壁的思路,构筑毛细管基SERS活性的基底,基于毛细管自身的毛细作用,毛细管基底不仅能用作SERS检测的有效基底,还可同时充当取样工具,而且利用毛细管自身构成的微环境,可将其用作微反应器。具体研究内容如下：1.对毛细管内壁进行功能化处理,使其富含氨基,然后通过已被普遍使用的种子生长法分别合成具有较好增强效果且性质稳定的金纳米棒和金纳米哑铃,并对其进行表面处理和改性,使合成的纳米粒子表面呈现负电性,与毛细管内壁呈正电性的氨基通过静电作用结合,进而将纳米粒子自组装到毛细管内壁。在此实验设计基础上,考察纳米粒子溶胶的浓度及其在毛细管内的停留时间对组装结果的影响,从灵敏性、重现性、稳定性和应用性的角度,研究在优化条件下组装的毛细管基底的SERS性能,比较两种不同形貌的金纳米粒子组装的毛细管基底的性能差异。2.以SERS性能较好的金纳米哑铃组装的毛细管为SERS基底,食品色素为检测对象,进一步考察毛细管基底的实用性。首先,以毛细管基底检测不同浓度的柠檬黄、日落黄、橙黄Ⅱ、碱性橙Ⅱ,考察所构筑基底对这四种色素的检测灵敏性。接着,考虑到同一色泽的色素有可能被同时使用,我们还对四种色素的不同混合体系进行检测。最后,利用构筑的毛细管基底模拟现场检测橙汁和可乐中的四种色素,以考察所得基底在实际检测中的应用价值。3.近年来,利用SERS技术进行原位监测有机化学反应,来理解其反应机理及反应常数,是SERS应用领域的研究热点。但是SERS用于监测无机化学反应仍是一个挑战。我们在此提出一条通过SERS来研究无机化学反应的新思路。邻菲罗啉(1,10-phenanthroline, phen),是一种刚性平面的,疏水的,缺电子的杂环原子体系,这些结构特征使其具有优异的与过渡金属阳离子配位的能力。比如,水溶液中的邻菲罗啉极易与Fe3+及Fe2+形成八面体络合物[Fe(phen)3]3+和[Fe(phen)3]2+。而值得注意的是,水溶液中的[Fe(phen)3]3+可被光还原为[Fe(phen)3]2+,这个过程既不需要任何催化剂也不需要还原剂。因此,我们设计在金属离子与有机配体邻菲罗啉络合物的基础上,通过SERS手段监测Fe3+到Fe2+的转变过程。