超氧阴离子自由基(O₂^·-)是氧气在单电子条件下,还原得到的一种物质,O₂^·-增多会导致DNA的双链结构发生改变,从而使基因发生突变,进而产生肿瘤(正常人血液中O₂^·-平均浓度在3.0μmol/L)。因此对于生物体内O₂^·-的监测评估就尤为重要。由于O₂^·-存活的时间比较短,目前可用于直接检测的方法只有电子顺磁共振法（EPR）,但是EPR仪器不仅非常贵,而且不易操作,不适用于常规分析。常用的检测方法有电化学法、荧光法和生物发光蛋白法,但电化学法需要构建比较复杂的传感器,并且选择性不高;荧光法一般具有光漂白性,并且灵敏不高;生物发光蛋白法线性较窄,并且灵敏度一般也不高。表面增强拉曼散射光谱（SERS）技术因为快速以及高灵敏检测,而常常被用在生物标志物的微量检测上。常用的SERS基底大多都是通过水热法合成的金（Au）或银（Ag）纳米溶胶,它们表现出很强的亲水性,对于亲水性物质具有很好的增强效果,因而可用于微量生物标志物的直接或间接检测。O₂^·-本身不具有拉曼散射,在本论文中,我们选择了一种化学发光试剂2-甲基-6-苯基-3,7-二氢咪唑并[1,2-A]吡嗪-3-酮（CLA）作为SERS探针分子,CLA可以与O₂^·-发生特异性反应生成二氧乙烷类似物（CLN）,通过SERS信号的变化,从而实现用SERS方法间接地快速、灵敏检测目标物。主要研究内容如下:1.由于CLA的水溶性比较好,可以将CLA修饰在金纳米粒子的表面,本工作通过CLA与Au NPs溶液混合均匀形成Au NPs/CLA的SERS探针分子,该SERS探针分子可以与O₂^·-反应形成Au NPs/CLN,通过反应前后拉曼信号的改变,成功运用SERS技术检测O₂^·-浓度。线性范围为50μmol/L—50 nmol/L,线性关系良好（R²=0.9868）,能够检测到的最低浓度为9.0 nmol/L,灵敏度高。同时也成功地实现了对防晒霜中二氧化钛（Ti O₂）在紫外光照射下产生O₂^·-的低浓度检测,检测限为72.8 nmol/L。2.细胞内O₂^·-水平与众多疾病相关联,有相关文献报道,癌细胞内O₂^·-水平呈现高表达趋势。由于细胞内的干扰物质较多,为了减少干扰物质的影响,本工作合成了脂质体包裹Au NPs/CLA的SERS纳米反应系统,用于活细胞内O₂^·-的原位检测。脂质体包裹的SERS探针分子可以减少细胞毒性,提高选择性,同时还增加了O₂^·-的富集效应,对于日后细胞内检测O₂^·-浓度奠定了坚实的基础。脂质体包裹的SERS纳米反应系统在20μmol/L—50 nmol/L浓度区间内表现出良好的线性关系,R²=0.9904,检测限为9.85 nmol/L,灵敏度较高。