表面增强拉曼散射（SERS）是一种表征纳米材料表面吸附的分子结构特征的分子振动光谱,具有极高的检测灵敏度和选择性,可以进行微区与原位检测及无损检测。金属氧化物在许多领域都起着非常重要的作用,其优异的物理、磁学、光学、化学性质吸引了众多研究者的兴趣。Fe₃O₄纳米粒子被发现具有模拟酶活性后,金属氧化物作为运用于生物、医学、环境科学等领域。氧空位作为调节金属氧化物物理、化学性质的一种策略,不仅可以调控活性氧含量促进氧化还原反应的催化活性,而且对带隙也有一定的影响。一些缺陷态金属氧化物不仅具有SERS活性,还具有类氧化物酶催化活性。在本论文中,将氧空位成功引入到金属氧化物表面,构筑了一种缺陷态金属氧化物纳米酶SERS基底。利用SERS技术的原位检测的优势,实时监测纳米酶表面处的催化反应,成功建立了基于缺陷态金属氧化物的SERS-动力学模型,并揭示了其模拟酶机理,均取得良好结果。而后,提出了一种利用氧空位处的电子性质,原位还原生长Au纳米粒子（Au NPs）的方法,并成功复合上Au NPs。利用F^-对该材料模拟酶活性的抑制作用,揭示了其作用机理,并在此基础上实现了对F^-的超灵敏检测。本文主要的研究内容如下:1)缺陷态半导体金属氧化物表面增强拉曼-动力学模型用于检测纳米酶-催化反应SERS是一种超灵敏的催化反应监测技术,建立一个SERS动力学模型研究催化剂表面或界面的催化速率具有重要意义。在本研究中,我们成功地制备了一种优良的半导体基底,即还原态MnCo₂O₄（R-MnCo₂O₄）纳米管,其良好的SERS活性主要与引入氧空位引起的促进界面电荷转移以及电磁增强效应有关。此外,R-MnCo₂O₄纳米管在分子氧的帮助下表现出良好的类氧化物酶活性。结果还表明,利用SERS技术可以监测类氧化物酶催化过程,建立了一种新的SERS动力学模型来监测类氧化酶反应的催化速率,监测纳米酶表面的实际催化过程,为理解天然酶和其他人工酶反应的动力学过程和催化机理提供了指导。本工作证明了缺陷有助于半导体纳米酶的SERS活性的提高,为构建高灵敏度生物传感器提供了新的思路。2)通过自还原过程构筑一种新型纳米酶-SERS体系用于氟离子的超灵敏检测近年来,基于纳米材料的酶模拟物（纳米酶）由于其与天然酶相比的高稳定性和低成本而引起了人们的广泛兴趣,在高灵敏度的传感应用中显示出广阔的应用前景。在本研究中,我们在氧空位的帮助下,通过自还原过程,构建了一种基于还原MnCo₂O₄/Au纳米管（R-MnCo₂O₄/Au NTs）的优良纳米酶-纳米粒子体系。在R-MnCo₂O₄/Au NTs中,R-MnCo₂O₄具有丰富的Mn²⁺/Mn³⁺和Co²⁺/Co³⁺的氧化还原电对,使它们具有良好的类过氧化物酶催化活性;另一方面,R-MnCo₂O₄/Au NTs表面的Au NPs有助于SERS活性。此外,随着氟化物的引入,R-MnCo₂O₄/Au NTs的过氧化物酶活性降低,其机制与抑制·OH自由基的形成有关。由于抑制作用,建立了一种超灵敏的氟化物检测传感平台。本研究为纳米酶催化活性的机理提供了深入的见解,为生物传感开辟了广阔的前景。