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硅纳米材料是一种重要的半导体纳米材料，它具有优异的电学和机械性能、良好的生物相容性、较大的比表面积、表面易修饰性，以及与传统的硅技术的兼容性。因此，人们对发展功能化的硅纳米材料有着浓厚的兴趣，并已将其广泛应用于电子工业和生物学领域。本文主要发展了基于硅基纳米材料的表面增强拉曼散射（surface-enhanced Raman scattering,SERS）基底，并用于单细胞水平细胞凋亡检测；还应用硅基拉曼成像研究DNA相关的体外研究，主要研究内容如下： 1、在本文中，我们发展了一种基于硅基纳米材料的表面增强拉曼散射基质，即在硅片上沉积了一层银纳米粒子（silver nanoparticles-decorated silicon wafers,AgNPs@Si）SERS平台，为体外细胞凋亡在单细胞水平上提供了一种新的高灵敏的检测方法。AgNPs@Si具有高的SERS灵敏性和极好的重现性，另外，单细胞水平的细胞凋亡检测为非标记检测，不需要额外的化学或生物试剂作为信号指示器。直接通过记录细胞核内染色质DNA骨架氧磷酸键拉曼峰的强度变化来直接反映细胞凋亡的程度。因此，我们的SERS方法有望为高灵敏的细胞凋亡检测提供一个潜在的工具，为传统的细胞凋亡检测方法提供必要的补充。能够为基于硅基SERS体外生物传感应用提供一种新方法。 2、我们发展了硅基拉曼成像技术，即当细胞原位生长在硅片上，硅固有的本征拉曼光谱~520cm-1的峰强度在细胞的作用下得到增强。采用该技术，可以将一个肿瘤细胞从与正常细胞的混合溶液辨别出来。此外，我们利用硅基拉曼技术通过细胞成像，能够对DNA在细胞周期各分裂期的分布进行直观的拉曼成像。