随着经济的快速发展,重金属离子污染近年来已变得越来越严重,无法自己降解的重金属离子严重威胁着生物的健康和环境的生态平衡。传统的重金属离子原子光谱分析方法具有良好的准确性和精密度,但是存在着成本高,样品预处理过程复杂且耗时过长等缺点。紫外-可见吸收光谱（UV-vis）和拉曼光谱等分子光谱分析方法具有成本低廉、操作简便、即时检测等优点而具有进一步的研究价值。许多金属离子可以引起功能化纳米金溶液的分散和聚集状态的转变,使得混合溶液的吸光度和颜色可以随着金属离子浓度的增加而改变。因此,研究人员建立了各种基于UV-vis的重金属离子的比色检测方法。表面增强拉曼光谱（SERS）以其超高灵敏度、响应时间短、选择性好、操作简单、光谱指纹图谱丰富等优点被广泛应用于生物医学、环境监测和食品安全等领域。SERS信号增强源于强烈的局部电磁场,金属纳米粒子相互靠近聚集时,会出现耦合的局部表面等离子体共振（LSPR）模式。近场的相互作用耦合单个等离子体振荡,这种耦合强烈影响纳米结构周围的电场分布,特别是纳米粒子间的空隙中,即“热点”区域。当分子靠近如此高电场热点的区域时,它们的拉曼信号会显著增强。由于金纳米粒子（Au NPs）具有高稳定性、强等离子效应,氨基酸具有稳定性好,亲和力强等优点,本文基于氨基酸修饰的Au NPs的聚集响应利用分子光谱对重金属离子进行了分析检测。本文基于以上内容主要开展了两部分的工作:第一部分本文制备了两种氨基酸修饰的Au NPs,基于氨基酸与金属离子的配位作用导致的Au NPs的聚集响应,构建了利用UV-vis对Hg2+进行定量分析检测的分子光谱方法。具体内容是利用了柠檬酸钠还原法制备了Au NPs,用与Au NPs具有较强的结合能力的谷氨酰胺（Gln）和组氨酸（His）两种配体对Au NPs进行了功能化。本文通过UV-vis、TEM、FT-IR、DLS、XRD等技术对功能化Au NPs进行了形貌和结构方面的表征。由于功能配体对Hg2+有较强的配位作用,所以Hg2+的加入使得功能化Au NPs相互靠近聚集,由此产生的耦合相互作用导致表面等离子体吸收带的红移和展宽,在紫外-可见光谱上表现出吸光度的变化,在颜色上表现出由红到蓝的变化。通过这一系列的变化,我们可以监测样品中Au NPs的聚集状态和Hg2+浓度的变化。因此我们构建了Gln-His-Au NPs对Hg2+的UV-vis分析检测方法,并对其分析性能进行了考察,实验结果表明,该方法具有灵敏、快速、便捷、高效等优点。第二部分本文在氨基酸修饰Au NPs的基础上,添加了拉曼信号分子,构建了利用SERS对Al3+进行定量分析检测的分子光谱方法和便携式SERS试纸的检测方法。具体内容是将与金属离子有配位作用的His和拉曼信号分子4-巯基苯甲酸（4-MBA）共同修饰在Au NPs上,利用UV-vis、TEM、FT-IR、DLS、XRD等技术对功能化Au NPs进行了形貌与结构的表征,构建了用于监测环境水样中痕量Al3+的SERS传感器。由于His对于Al3+有较强的配位作用,所以Al3+的加入使得功能化Au NPs相互靠近聚集,近场的相互作用耦合单个等离子体振荡,这种耦合强烈影响纳米结构周围的电场分布,特别是“热点”区域。当4-MBA靠近高电场的“热点”区域时,4-MBA的拉曼信号强度会显著增强。因此我们利用拉曼信号分子4-MBA处于不同电场强度的热点区域时,拉曼信号不同程度的增强,构建His-4-MBA-Au NPs对Al3+的SERS分析方法。为了使检测方法更具有便携、实用等优点,我们进一步构建了便携式SERS试纸的Al3+的检测方法。试纸的纤维结构造成的物理团聚使其具备更好的灵敏度,提高了对Al3+的分析检测性能。实验结果表明,该方法具有良好的灵敏度、选择性、抗干扰能力和实用性,说明该材料和由金属纳米粒子相互靠近所形成的“热点”区域的聚集响应在环境监测等其他方面有很大潜力。