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表面增强拉曼光谱(surface enhanced Raman spectroscopy,SERS)是一种强大的、具有指纹特征的震动光谱技术,能够通过增强贵金属纳米结构表面化合物的拉曼信号,实现对分析物的痕量检测。SERS技术已经在生物成像、分析化学、疾病诊断、食品安全等领域得到广泛应用。该磁性SERS基底因其具有两种材料的优点而具有较强的拉曼活性,而磁性SERS基底可以有效的从样品中富集出来并提高SERS信号。迄今为止,已报道的SERS活性纳米材料普遍存在合成过程复杂、背景信号较强、选择性差等缺点。针对上述问题,将生物传感器与SERS技术结合构建新型的SERS传感体系已经成为当今研究的热点。我们分别以核酸适配体制备的金银纳米颗粒的组装体,DNA分子探针修饰的金银纳米颗粒,作为表面增强拉曼基底,建立了一系列超灵敏、快速的新型生物传感器,用于重金属离子和肿瘤标志物的SERS超灵敏检测。论文的研究内容包括以下三个部分:(1)基于DNA酶的高灵敏SERS适配体传感器用于血清中铅离子(Pb2+)的定量检测。首先,制备金纳米颗粒,控制硝酸银的浓度制备出不同厚度的银壳,制备出Au@Ag纳米颗粒。然后,利用聚乙烯亚胺(PEI)修饰Fe3O4磁性颗粒,并且在溶液状态下将金/银纳米颗粒组装在四氧化三铁(Fe3O4)表面得到磁性纳米复合材料(Fe3O4@Au@Ag NPs)。最后,将巯基化的5’-Cy3 DNA探针修饰在Fe3O4@Au@Ag NPs表面,并与Pb2+特异性的DNAzyme杂交形成SERS适配体传感器,并用于Pb2+定量检测。在Pb2+存在时,DNAzyme与Pb2+特异性结合产生酶的活性,将DNA探针在腺嘌呤和糖核苷酸(rA)位点切割成两段,释放出Cy3标记的ssDNA,得到明显SERS信号降低。该SERS检测平台在0.01 nM至1.0 nM范围具有良好的线性关系,且检测限为5 pM。(2)基于双链特异性核酸酶(duplex-specific nuclease,DSN)信号放大和表面增强拉曼散射用于检测微小RNA-21(miRNA-21)。基于双链特异性核酸酶和金/银纳米颗粒双重信号放大策略,提出了一种无标记、高灵敏、高特异性的SERS生物传感器。首先,合成了金银纳米颗粒(Au@Ag NPs)和四氧化三铁纳米颗粒(Fe3O4),并用两端修饰的捕获DNA链将Au@Ag NPs自组装到Fe3O4微球表面形成SERS生物传感器。加入靶标miRNA-21后,DNA与miRNA杂交形成异质双链体(DNA/RNA),这些异质双链体被DSN特异性切割成短片段。同时,miRNA-21仍保持完整,可以重新杂交另一个DNA探针已触发信号放大。该方法在0-1 nM范围内表现出良好的线性,且检测限(LOD)为0.084 fM,甚至可以区分靶序列中单碱基错配序列或其他miRNA。该结果提供了一种新型的SERS方法,可以成功地应用于人血清中的miRNA-21检测。(3)基于DNA修饰的金纳米棒和酶切信号放大的SERS生物传感器的研究。基于DSN酶能特异性识别并切割DNA/RNA异质双链体中的DNA,实现循环信号放大的特点,利用分子信标低背景、高灵敏度的优点提出了一种新型mRNA检测SERS传感策略。同时,该DSN酶具有较强的单碱基识别能力。本章将Fe3O4@AuNRs为SERS活性基底,p-APT作为拉曼报告分子修饰在HP@Au@Ag NPs表面组成HP@APANPs标签,用于检测mRNA的含量。基于该SERS生物传感器优异拉曼活性,建立了一种对p21 mRNA的快速、特异性、超灵敏检测方法,在最佳反应条件下检测线性范围是0-1 nM,检测限最低达到0.1 fM。研究结果表明,该SERS生物传感器对生物小分子检测具有高灵敏性和高特异性,且优于以前报道的传感器。