在光的激发下金属纳米结构中的自由电子能够发生群体性的振荡，进而产生表面等离激元(SPP)。发生等离激元共振时，金属纳米结构会将光束缚在表面，并在表面产生极强的电场增强。表面等离激元有两种类型:一类具有传播的特点，其表面等离激元能够在表面传播，称之为propagating SPP;另一类不具有传播性，共振局域在一个很小的金属结构中，称之为localized SPP，即局域表面等离激元共振(LSPR)。金属纳米颗粒就具有很强的表面等离激元共振的(LSPR)性质，使其对光产生增强的吸收和增强的散射，并表现出相关的热、光电场增强和热电子等效应。近年，随着纳米科技的发展，金属纳米粒子的LSPR效应已经成为一个重要的前沿研究领域，并被广泛的应用于光学传感、生物成像、疾病诊断、热疗、光催化和表面增强光谱等领域。金属纳米粒子的LSPR中包含纳米粒子增强的吸收和增强的散射两部分信息，纳米粒子吸收和散射性质可以使其在不同的领域得到应用。目前在热疗、热电子催化及增强光谱等领域，往往通过紫外可见获得纳米粒子的消光光谱来判断纳米粒子的吸收和散射信息，有很大的盲目性。而现有的纳米粒子LSPR光学性质表征的技术，如紫外可见光谱、暗场光谱、共振光散射光谱及光热成像等技术，皆无法同时获得金属纳米粒子的吸收和散射信息。因此，发展一种能够对纳米粒子LSPR光谱中吸收和散射部分贡献进行分离的技术，分别获得纳米粒子的吸收和散射的信息，从而推断纳米粒子可能具有的功能，将有助于找到纳米粒子的最佳应用领域。对纳米粒子吸收散射进行分离，可以指导人们合成需要的纳米粒子。同时对纳米粒子吸收散射进行分离，为单独研究吸收、散射及与吸收散射所关联的效应的研究提供可能。　　本论文从对纳米粒子进行吸收散射分离出发定量的研究吸收与热效应的关系;建立暗场光谱的方法，从单粒子水平开展了散射与SERS的关联性研究;基于纳米粒子吸收导致的热效应及增强效应，发展了基于SERS的局域温度检测方法。本论文工作的创新点和主要成果如下:　　1.基于紫外可见吸收检测原理，提出了吸收散射分离的公式，并在此基础上建立了双通道的基于光纤式的吸收散射分离系统。对不同粒径(＜200 nm)的金纳米粒子分离其吸收和散射信息，获得与DDA计算的相符结果，表明该方法的可靠性。通过对纳米粒子进行吸收散射分离，可判断纳米粒子所具有的功能，找到纳米粒子的最佳应用领域，同时可以针对特定的功能，指导人们合成特定结构的纳米粒子。　　2.纳米粒子消光谱中吸收和散射信息成功分离后，我们定量地评估了相同长径比不同粒径的金纳米棒的热效应，结合升温冷却曲线公式计算出其热效应曲线。发展了定量的从纳米粒子的吸收性质判断其热效应的评估方法。　　3.以实验室现有的Renishaw inVia拉曼仪器为基础，研制出一套能够自由调节激发光的偏振方向，并能同时采集单颗纳米粒子散射光谱和表面增强拉曼光谱的单粒子光谱系统。发展了光学和电镜共定位的方法，并建立了一套在暗场下能够迅速筛选二聚体、金纳米棒及判断纳米粒子方向的方法。　　4.SERS从本质上是一近场效应，而散射是一远场过程。如果能通过可检测的远场信号，为近场效应提供指导，对于SERS的实验发展将具有重要的意义。针对目前文献对LSPR和SERS之间关系仍有争议的现状，我们在研制的单粒子光谱系统上开展了金属单颗纳米粒子及二聚体的LSPR效应与SERS的关联性研究，结果表明SERS与纳米粒子的LSPR密切相关，激发光和拉曼光在纳米粒子LSPR位置的强度的乘积与SERS强度成正比。　　5.对样品局域温度的测量，一直是温度传感和检测中的一个重要挑战。我们发展了一种利用对基底电子性质敏感的分子作为探针，以具有SERS效应的金纳米粒子作为增强源，利用具有光学衍射极限空间分辨(300 nm)的共聚焦显微拉曼光谱技术实现对样品的局域温度传感。我们建立的局域温度检测方法灵敏度达0.4℃，并成功实现了SERS基底和细胞等体系局域温度的测试。