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随着纳米技术理论研究的不断深入,表面增强拉曼散射（SERS）技术在材料科学、生化分析科学以及环境检测科学领域的应用越来越广泛。相比于紫外可见光（UV-vis）和荧光等光学检测手段,SERS技术具有独特的优势,如:丰富的光谱信息、较窄的发射谱带以及无需繁琐的样品预处理等。本论文利用目标物（如酶、ATP、miRNA等）介导的金纳米颗粒的团聚增强其表面修饰的拉曼染料的SERS信号,发展了一系列简单、快速、灵敏度高、稳定性好的新型生物传感策略。首先,构建了一种基于酶介导的等离子体共振耦合以及SERS信号传导的尿嘧啶糖苷酶（UDG）的检测方法。UDG是碱基切除修复通路中重要的糖基化酶,它能特异性切除DNA双链中突变的尿嘧啶（U）,从而维持正常的基因序列。异常的UDG活性,可能引起一系列疾病,如:癌症、神经退行性疾病等。该方法设计了一条茎部含有尿嘧啶（U）的DNA发夹探针,并将其修饰到金纳米颗粒的表面,制备的SERS活性纳米颗粒作为底物。目标物UDG特异性识别碱基U并将其切除,产生一个无嘌呤/嘧啶位点（AP site）;随后,核酸内切酶IV和外切酶I共同作用将纳米金颗粒表面的核酸链水解,导致纳米金颗粒团聚,产生等离子体共振耦合效应,增强了修饰在金纳米颗粒表面拉曼染料的SERS信号。该方法简单、快速、仅需一步均相反应、稳定性好,且具有较高的灵敏度和选择性。在最优的反应条件下,该生物传感器实现了超灵敏检测UDG活性,最低检测限达到了4.29×10-4 U mL-1,检测范围达到5个数量级。该方法为UDG活性研究和相关疾病的临床诊断、药物筛选提供了一个简单而高效的新方法。其次,利用目标分子-核酸适配体之间的特异性结合,启动核酸探针功能化的纳米机器,依靠外切酶Ⅲ的特异性催化水解作用,构建了一种基于目标物介导的纳米金颗粒自组装的生物传感器,实现了血清中ATP高特异性定量检测。该纳米机器包括三种核酸探针（DNA Walker chains、DNA Track chains、ATP-Aptamer）,其中,DNA Walker chains同ATP-Aptamer部分结合并通过Au-S键修饰到纳米金表面,用来特异性识别目标物ATP分子;同理,DNA Track也是通过Au-S键修饰到纳米金表面;目标物ATP特异性结合核酸适配体,将DNA Walker链释放,随后与DNA Track碱基互补配对杂交;最后,外切酶Ⅲ将杂交双链中的DNA Track chains催化水解,释放DNA Walker进行下一步行走。最终,将纳米金颗粒表面修饰的核酸链完全催化水解,导致纳米金颗粒形成团聚体,从而极大的增强其表面吸附拉曼染料的SERS信号强度。该传感策略实现了对ATP分子的超灵敏和高特异性检测,检测下限达到0.288 pM。该方法操作简单,仅需一步均相反应且反应时间短,易于实现高通量检测,具有较高的灵敏度和选择性。最后,构建了一种基于miR-21置换核酸探针启动功能化核酸纳米机器,依靠外切酶Ⅲ特异性催化水解作用,将金纳米颗粒表面核酸探针全部催化水解,诱导纳米金团聚的SERS生物传感器。该传感策略中功能化的金纳米颗粒含有三种核酸探针（DNA Walker,DNA Track,Protect probe）,首先,将保护探针Protect probe和行走探针DNA Walker进行退火杂交;然后,将混合的杂交液和DNA Track共同修饰到金纳米颗粒表面。当存在目标物miR-21时,能够与保护探针Protect probe特异性结合,从而将行走探针DNA Walker释放,行走探针和DNA Track进行杂交,作为外切酶Ⅲ的底物;最后,依靠外切酶Ⅲ的催化水解作用将DNA Track催化水解,诱导纳米金形成团聚体,引起局域电磁场极大增强,显著增强其表面吸附拉曼染料的SERS信号。该方法操作简单,反应时间短,无需生物分子标记,为miR-21的检测建立了一个新的方法。