表面增强拉曼散射(SERS)是一种有力的分析检测技术。它是基于合适频率的入射光照射具有纳米级粗糙度的金属表面时,引起金属表面电磁场的显著增强,当待测物分子置于这个增强的电磁场中时,其拉曼信号得到增强。由于SERS光谱可以提供分子的振动指纹信息,所以SERS技术可以用来实现对于化学分子的检测,例如毒气、炸药、毒品、环境污染物、违规食品添加剂等；此外由于SERS技术还不受样品中水的干扰,且能实现无损检测,所以SERS技术还常被用于生物分子的检测,例如蛋白质、DNA、 RNA、微生物以及癌细胞。然而,要使SERS技术成为一种强健的分析手段,制备高灵敏性、可靠、稳定的SERS基底是首要条件。因此,本论文中,我们探索了多种SERS基底的制备方法,并将制得的基底用于化学检测与生物识别。1.采用一种绿色环保的氧化还原法,以葡萄糖分子为还原剂和表面活性剂,通过精确调节葡萄糖溶液的pH值,获得了四种不同形貌的银SERS基底,分别为紧密排列的单分散银纳米粒子、短的银纳米线、相互缠绕的长银纳米线形成的自支持银膜、伴随有粗化银纳米线的银纳米粒子聚集体。接着,我们对形成原理进行了解释,并对四种基底的增强因子进行了检测。同时,我们还采用同样的方法制得了相互缠绕的长金纳米线形成的自支持金膜,并将其与著名的脱合金法形成的金膜进行了SERS增强性能的比较。最后,我们运用具有最高增强因子的基底成功实现了对单酵母细胞的SERS检测。2.采用磁控溅射方法,通过精确调节溅射参数,一步法制得了布满高密度10nm以下纳米间距的银膜SERS基底。这些10 nm以下的纳米间距正是SERS增强的关键来源,被称之为“热点”,所以此种SERS活性基底具有高度的灵敏性。然后我们利用此种银膜SERS活性基底成功实现了对四种微生物的检测。接下来,同样采用磁控溅射技术,但将压力降低,制得了表面没有纳米间距的连续光滑银膜,并对其进行SERS效应检测。结果显示,此种光滑银膜几乎没有SERS增强能力,证明了10 nm以下纳米间距在SERS增强中的重要性。3.采用一种多功能的纳米团簇构建设备,其能对产生的纳米粒子和纳米团簇实现尺寸的选择和过滤,使所需要尺寸的纳米粒子或团簇通过。我们通过调节体系参数,在没有使用表面活性剂的情况下,制得了三种典型形貌的金SERS基底,分别为金纳米粒子,短的金纳米线和金纳米粒子的结合体,长的金纳米线相互缠绕形成的自支持金膜。由于是物理法制备,所以基底表面非常干净,可以实现可靠的SERS检测。接下来,我们对三种基底的增强能力、长期稳定性和均一性进行的检测。最后,运用具有最高增强能力的SERS基底实现了对食品添加剂甜蜜素的SERS检测。4.采用模板辅助法制备周期性排列西兰花状的SERS基底。首先采用垂直沉积法制得了SiO2胶束晶体,然后以此晶体为模板在上面沉积金或银纳米粒子,通过调节沉积参数,得到了长程有序的西兰花状金、银SERS阵列。此种SERS基底表面高度的粗糙性保证了充足的热点,从而使基底具备高的灵敏性。同时,周期性的排列也保证了信号的重现性。时域有限差分法(FDTD)显示了基底表面的热点分布。基底的增强因子、重现性和长期稳定性同样也得到了检测。最后两种SERS基底分别被用于两种内分泌干扰素的测定。5.以具有天然精细结构的硅藻土为生物模板,对其分离提纯后表面实现氨基化修饰,然后通过静电吸附作用,表面分别负载上高密度有序排列的两种粒径的金纳米粒子。接下来将金纳米粒子包覆的硅藻土这种粉末状复合材料压制成稳健的便携式纽扣状片剂基底,进行SERS检测,对其SERS增强因子、长期稳定性和重现性都给予了验证。相比于直接承载在玻璃片上的等量金纳米粒子基底,使用硅藻土为模板后,SERS基底的增强能力得到了提升,我们对其增强机理进行了解释。最后,通过使用硅藻土模板负载金纳米粒子的片剂状基底,成功实现了对潜指纹外分泌腺汗液中痕量化学成分的分析。