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表面增强拉曼光谱(Surface-Enhanced Raman Spectroscopy, SERS)是基于拉曼光谱选择性识别生物及化学分子的光谱分析技术,可以提供物质组成和分子结构特征信息。相比荧光光谱,SERS光谱谱带较窄,不易重叠,光漂白现象弱。此外,SERS检测条件温和,操作简单、无需样品前处理、可实现实时原位快速检测。因此,SERS技术因其能够提供高灵敏的检测以及分子指纹信号优势已经发展成为一种强大的广泛应用于各个领域的分析检测手段。影响SERS检测的因素主要包括：(1)产生电磁场增强的SERS活性基底,(2)待测物的本质拉曼特征,(3)待测物和SERS基底表面的亲和力以及,(4)待测物的检测环境。理论上讲,所有的分子都应该是SERS活性的,但不是所有的分子都可以作为SERS标签。针对SERS活性较低以及难以吸附到基底表面的待测物,人们总是试图通过各种化学修饰或物理捕获机制,利用间接的SERS检测手段实现各种分析物的灵敏性检测。因此,本论文围绕SERS检测中的影响因素,针对SERS活性与非活性待测物,以及它们与SERS活性基底的作用关系,设计研究体系,系统的开展影响SERS检测结果的研究工作：(1)动态表面增强拉曼光谱技术(Dynamic Surface-Enhanced Raman Spectroscopy, D-SERS)是基于纳米颗粒的状态从湿态到干态转变过程实现连续采集光谱的方法。针对SERS活性物质福美双,我们利用动态表面增强拉曼光谱技术原位实时的监测了福美双在金颗粒表面的吸附行为。在湿态检测环境下,溶剂保护基底和分析物不受激光破坏,不仅减少了光漂白问题也提高了检测的稳定性。其次,利用D-SERS技术可以采集时间分辨的SERS光谱,通过对连续光谱的分析,研究发现在金纳米颗粒(Au NPs)的催化作用下,福美双的S-S键发生断裂。此外,利用D-SERS方法,观察了不同浓度的福美双分子在Au NPs表面的吸附行为差异。因此,利用时间分辨的SERS光谱方法对目标物在金颗粒表面的吸附行为进行连续跟踪,能够为表面科学以及纳米科学的广泛应用提供借鉴和帮助。(2)针对SERS活性较低的无机Hg(Ⅱ),利用间接的SERS检测方法实现了Hg(Ⅱ)的选择性和灵敏性检测。首先,根据Hg(Ⅱ)的电子结构,以罗丹明分子作为基础有机骨架设计合成了R-NH2有机物作为Hg(Ⅱ)的拉曼标签。由于罗丹明的五元环内酯衍生物有同分异构体,即在不同的pH条件下表现出不同的结构。因此,利用紫外光谱、红外光谱以及SERS光谱分析对比了R-NH2不同结构的稳定性以及对Hg(Ⅱ)的检测灵敏度,最终确定了Hg(Ⅱ)最佳的检测条件。利用五元环内酯酰胺的R-NH2分子作为Hg(Ⅱ)的拉曼标签,由于R-NH2能够与Hg(Ⅱ)通过配位和π-π共轭形成更为稳定的络合物,实现了SERS间接检测Hg(Ⅱ)的选择性和灵敏性目标。(3)利用表面增强共振拉曼光谱(Surface-Enhanced resonance Raman Spectroscopy, SERRS)方法实现了复杂体系中多巴胺(DA)的灵敏性和选择性检测。考虑到化学修饰能够提高DA的选择性以及灵敏性,同时考虑到复杂体系中快速实时检测多巴胺的目标,首先利用巯基硅烷将金纳米颗粒(Au NPs)修饰在针灸针表面；其次利用残留在Au NPs表面的柠檬酸根(CA)作为Fe(Ⅲ)的金属络合剂。由于多巴胺与Fe(Ⅲ)能够形成稳定的络合物,因此与CA络合的Fe(Ⅲ)能够进一步与DA配位形成稳定的在紫外可见区域有明显吸收的络合物。修饰在针灸针表面的Au NPs作为SERS基底增强信号,修饰在Au NPs表面的CA-Fe(Ⅲ)可以作为SERRS传感器实现DA的捕获。利用表面修饰Au NPs-CA-Fe(Ⅲ)的针灸针作为SERS活性基底,通过SERRS检测策略最终实现复杂体系血清及脑脊液中DA的快速选择性和灵敏性检测。(4)利用自发的毛细作用力构筑了由单颗粒(Au NPs)和单根纳米线(Ag NW)组成的一维单热点SERS活性基底,实现了双组分待测物以及各种待测物的灵敏性检测。我们选择NW作为模板提供光学位置,利用NP作为纳米天线耦合光激发纳米线的表面等离激元。自发的毛细作用力组装Au NPs与Ag NW形成单热点结构,方法简单,且颗粒与纳米线耦合区域能够产生强烈的耦合电磁场。其次,由于拉曼光学显微镜下可以观察到单热点结构,因此能够直接将激光聚焦于热点位置,避免了SERS检测中检测不均一的问题。更重要的是,单热点结构在硅片表面可以形成纳米孔道,通过自发的毛细作用力可以诱导分子进入热点区域,实现各种待测物的灵敏性检测。总的来讲,构筑的热点结构不仅能够提供稳定可重复的SERS信号,还可以对待测物进行捕获,使得待测物吸附或靠近SERS基底,最终实现各种待测物的灵敏性和可靠性检测。