表面增强拉曼散射(SERS)是以拉曼散射为基础建立起来的分析表征技术。由于其高灵敏度、高分辨率、水干扰小、稳定性好等优点,在材料、表面科学、分析化学、传感器、生物学、诊断学等方面都得到了广泛应用。本文利用SERS技术研究了分子与金属纳米粒子间的相互作用,同时发展了一系列灵敏度高、操作便捷和响应快速的SERS生物传感平台。具体包括:在第二章中,借助于SERS技术,系统研究了激光诱导4-氨基苯硫酚(PATP)在金纳米粒子(Au NPs)表面的吸附行为。研究发现:通过激光获得额外能量,醌式PATP分子在纳米粒子间形成分子结;分子结的形成与否取决于激光照射时间、纳米粒子的团聚状态及PATP分子的表面覆盖度。此外,分子结的形成过程是可逆的,受激发光功率和激光照射时间的影响。在第三章中,利用SERS技术发展了一种基于多层金属-分子-金属纳米结的超灵敏的HIV-DNA检测方法。利用完全互补的两条DNA链之间的杂交作用力,Au NPs间形成了金属-分子-金属纳米结,使得其标记分子的拉曼信号显著增强。这种HIV-1 DNA检测方法达到10-19 M(~10-23 mol)的检测限,成功实现了近单分子水平的简易SERS检测。在第四章中,发展了一种基于静电相互作用的凝血酶检测生物传感器。这种检测利用捕获分子(凝血酶核酸适体)和探针分子(结晶紫,CV)的静电相互作用。凝血酶和核酸适体间的特异性相互作用,削弱了正电性的结晶紫由本体溶液经核酸适体(电负性)自组装层向金纳米粒子表面扩散的静电位阻效应。因此,在相同拉曼检测时间点,键合的凝血酶越多,金纳米粒子表面附近的CV分子越多,所观察到的结晶紫的SERS信号越强。结果表明:在优化条件下,凝血酶在0.1 nM到10 nM浓度区间的呈线性关系,检测下限约为20 pM,并且具有高选择性,实现了在人血清溶液中的直接检测。