微流控芯片(Microfluidics)是把化学、生物分析过程的样品制备、反应、分离、检测等基本操作单元集成到一块微芯片上并完成分析过程的装置。从上世纪90年代初问世以来得到了迅速的发展并应用于生物、化学、医学等方面。随着微流控技术的发展，越来越多的检测方法被加载到芯片上。芯片在位检测的方法主要有：电化学检测方法、光学检测方法等。目前应用最为广泛的是光学检测方法，如：折射率、荧光光谱、吸光度、化学发光、拉曼光谱等。其中，表面增强拉曼(Surface Enhanced Raman Scattering, SERS)方法作为一种独特的检测技术也被引入到微流控芯片的检测上，并在最近十年得到迅速发展。这是因为SERS是一种具有丰富谱线的指纹特征图谱，具有灵敏度高、速度快、非接触等特点。结合微流控芯片的特点，SERS检测方法显示出独特的优势：激光斑点小，能够直接聚焦在微流控芯片的微小通道内；灵敏度高特别适用于微流控芯片反应试剂用量少的要求；不与反应试剂直接接触，对反应体系没有干扰；具有指纹光谱特征，能够针对反应体系内混合物进行分析、识别。SERS的增强效果主要源于电磁增强，而电磁增强依赖于纳米粒子周围产生高度集中的电磁场以及纳米间隙结构处束缚的电磁场。同时SERS光谱的重现性与基底的纳米结构有序性有着直接的关系。因此，对于研究微流控芯片通道内的SERS基底的增强效果以及基底的纳米结构有序性是十分必要的。本文围绕在微流控芯片通道内如何构筑高灵敏度、高重现性的SERS基底展开研究，具体内容分为以下三部分：1.以超薄阳极氧化铝（Anodic aluminum oxide，AAO）为模板制备银纳米点阵列SERS基底利用传统二步法阳极氧化制备超薄阳极氧化铝（AAO）薄膜为模板成功制备出了图案化银纳米点阵列。由于AAO的孔间距对制备的银纳米点阵列的点间距有着直接的影响，我们探讨了AAO薄膜扩孔时间对形成银纳米点阵列的影响，并且通过选用4-巯基吡啶（4-MPY）作为拉曼探针分子探讨了银纳米点高度的对SERS的影响。同时考察了银纳米点阵列的灵敏度以及重现性。通过FDTD模拟计算验证了银纳米点阵列间距小于20nm是形成SERS活性―热点‖的关键，这与传统的认为纳米粒子间距越小就越容易形成―热点‖的理论相符合。2.制备带有银纳米点阵列SERS基底的PDMS/石英玻璃微流控芯片及其应用研究以带有银纳米点阵列SERS基底的石英玻璃片为基片，将由聚二甲基硅氧烷（Polydimethylsiloxane，PDMS）制成的通道模块覆盖其上，制备出能够检测环境污染物与生物小分子的微流控芯片。利用课题组自行搭建的微流控芯片分析仪，从芯片下方检测分析通道内银纳米点阵列SERS活性基底上吸附的福美双和腺嘌呤分子。我们考察了通道模块材料PDMS对信号采集的干扰，验证了带有成像聚集功能的便携式微流控芯片分析仪在检测芯片SERS光谱时的优势。通过对两种混合分子体系的检测，充分说明了这种微流控芯片能够对多重混合体系内的分子进行分析，具有应用到环境污染物检测、生物分子标记等方面的潜力。3.光固化原位聚合多孔材料组装金纳米粒子SERS活性基底及其应用研究我们利用光固化法在石英毛细管内原位聚合GMA-co-SR454多孔材料，通过半胱胺对GMA-co-SR454多孔材料修饰上巯基，通入金溶胶在GMA-co-SR454多孔材料微球表面上组装上一层均一的金纳米粒子，作为SERS活性基底。由于金纳米粒子被组装在GMA-co-SR454多孔材料上，而这种多孔材料是由微球聚集组成，具有较大的比表面积，能够吸附更多的分析物质，因而这种SERS基底有着良好的增强效果，在积分时间为5s的条件下，检测4-Mpy探针分子最低可以达到1.0×10-8M。由于多孔材料微球的间距对金纳米粒子组装过程有着重要的影响，本研究对单体、偶联剂、致孔剂混合溶液的比例进行了优化，同时考察光固化时间对合成多孔材料结构的影响，并讨论了多孔材料形态对组装金纳米粒子时的影响。通过在多孔材料上组装4-MPY探针分子考察了组装不同粒径的金纳米粒子对SERS的影响。以原位聚合多孔材料的石英毛细玻璃管为载体经过组装金纳米粒子并以4-Mpy探针分子修饰，构成了一个对pH有响应的传感器单元。通过4-Mpy质子化特征峰强变化与pH值的响应关系来进行传感，测量溶液pH值。