表面等离子体耦合发射(Surface Plasmon-Coupled Emission，SPCE)是利用金属近场作用范围内的受激分子与金属表面等离子体之间的耦合作用而建立起来的一种新型的界面增强技术。因具有角度分辨性、偏振性、背景抑制作用等优势，SPCE在近年来发展迅速，主要应用于荧光方面，在拉曼散射方面的应用较少且集中于Kretschmann模式的研究。将SPCE技术应用到拉曼散射上，有利于改善拉曼散射的收集效率，提高检测灵敏度。金属膜上的传播表面等离子体(PSP)与金属纳米颗粒上的局域表面等离子体耦合，能进一步增强拉曼散射。同时，功能化的纳米颗粒作为可移动的拉曼活性基底，可进入细胞并提供细胞内变化的指纹信息。由于拉曼光谱和SPCE都具有距离依赖性，结合拉曼光谱和SPCE的技术，可特异性地对细胞膜区的生命活动进行监测，有望发展为高空间分辨率、快速成像、信息丰富的实时分析检测工具。本论文致力于发展表面等离子体耦合拉曼光谱技术，并应用修饰简单的功能化纳米颗粒探针检测细胞受体介导内吞作用过程，利用表面增强拉曼散射(SERS)和SPCE现象初步探究探针与细胞之间的作用。论文分为以下四章:　　第一章是绪论。该章首先综述了SPCE的技术原理、光谱发射性质及其研究进展;而后重点介绍SPCE在拉曼散射和细胞研究领域中的应用，以及纳米颗粒作为拉曼基底应用于探索细胞内吞机理、靶向治疗等方面的发展现状;最后提出了本论文的研究设想。　　第二章提出了反Kretschmann模式的表面等离子体耦合定向增强拉曼散射(RK-SPCR)，探讨了其角度分辨性、偏振性、增强效果以及耦合效率。研究表明，利用RK模式直接在球面结构的空气侧入射，激励拉曼偶极与平滑金属膜上的PSP耦合，在棱镜侧46°处获得高定向发射、p偏振的SPCR信号，比传统SERS信号强度增强30倍，与时域有限差分法(FDTD)理论模拟结果相符。通过考察纳米颗粒覆盖率和球面间距对SPCR性质的影响，发现纳米颗粒可增强球面间隙电场，同时也对PSP与拉曼偶极的耦合产生扰动，从而影响着表面等离子体耦合的效率。RK-SPCR操作简便、易于获得定向增强的拉曼信号，有利于提高拉曼散射的收集效率，有望简化拉曼光谱检测仪器，发展成为先进的生化检测工具。　　第三章利用功能化拉曼探针探索了细胞识别和受体介导内吞作用。本章利用叶酸作为拉曼标记和特异性配体修饰银膜纳米颗粒，制备了功能化表面增强拉曼散射(SERS)探针。该探针的制备过程简单，细胞毒性小，可在复杂的细胞体系中稳定存在。在功能化SERS探针的基础上，引入异硫氰酸罗丹明B作为荧光探针分子，用于荧光成像。通过SERS光谱、共焦荧光成像辅助，监测了功能化探针与细胞的作用。利用表面等离子体耦合发射荧光显微镜(SPCEM)初步探究功能化探针的SPCE荧光现象，辅助验证探针与细胞的作用，我们观察到SPCEM成像强度是落射模式的4倍。研究表明，功能化探针通过与癌细胞膜上的叶酸受体结合，识别癌细胞，并通过叶酸受体介导内吞作用进入细胞内。SPCE可提高金属膜/细胞界面成像的空间分辨率，与SERS技术结合可望成为监测细胞膜区的生命活动的有力工具。本章为发展SPCE与SERS结合的技术提供了基础。　　第四章是结语与展望。总结了本论文主要研究工作及其创新性，并对研究工作的进一步开展进行了展望。