表面增强拉曼光谱（SERS）可提供分子的指纹结构信息,同时具有极高的表面检测灵敏度,故在痕量分析中具有广阔的应用前景。然而,长期研究表明,仅有少数金属（Au、Ag、Cu等）在具有特定粗糙表面或纳米结构的情况下才可获得较高的SERS增强,极大地限制了SERS在实际体系中的应用。针对这一长期瓶颈,我们提出并建立了壳层隔绝纳米粒子增强拉曼光谱（SHINERS）。[1]在SHINERS中,通过在Au纳米粒子外极薄的惰性SiO₂壳层,利用内核Au纳米粒子产生极强的光电场百万倍增强附近待测物质的拉曼信号,同时借助SiO₂壳层隔绝Au内核对信号的干扰,从而可实现各种表面上痕量物质的直接检测。在此基础上,进一步建立了单晶电化学SHINERS新方法,确定了析氢反应中Au单晶电极界面水分子构型及其变化规律;实现了Pt、Cu等单晶表面氧还原、CO₂还原、CO氧化等反应过程的原位光谱分析,捕获了不同单晶表面反应中间物种（HO₂*、OH*、O₂^-等）的直接光谱证据,并结合DFT理论计算,阐明了氧化原等反应的分子机理。同时,进一步发展了SHINERS卫星策略,实现了实际纳米催化反应过程的原位拉曼研究,揭示反应的构效关系。另一方面,我们还将壳层隔绝模式拓展至其它等离激元增强光谱。借助壳层隔绝模式所独具的非接触和距离精确可调等优势,发展了壳层隔绝纳米粒子增强荧光光谱（SHINEF）,实现了上万倍的荧光增强,远高于传统的表面增强荧光。利用SHINEF,获得了单个分子的荧光发射光谱,并同时观测到了相互关联的单个分子的拉曼和荧光信号,揭示了谱学分析中电子能级和分子结构的实时演变信息。同时,我们将壳层隔绝模式用于针尖增强质谱、针尖增强拉曼和荧光光谱,将质谱的空间灵敏度从微米级大幅提升至纳米级,将针尖增强拉曼光谱拓展至溶液体系,并在单张针尖增强光谱图中同时获得了分子的荧光和拉曼信号。我们也致力于拉曼光谱在实际生活中的应用。结合便携/手持拉曼光谱仪,发展了适于公共安全、环境安全、食品安全等领域的表面增强拉曼光谱现场快检方法,数十秒便可完成ppb级别的痕量毒害物质的多靶标快速现场检测,并获得相关部门高度认可。