高危阿片类毒品海洛因的泛滥，对国家安定、社会经济和人民生命财产安全带来了巨大的危害。高效、准确的海洛因及其代谢物的检测鉴定方法在打击毒品犯罪，处理涉毒案件以及公安禁毒工作中具有十分重要的意义。表面增强拉曼光谱（SERS）兼具检测速度快、操作简便、灵敏度高、指纹识别及无损检测等优点，能够实现对毒品的高效、便携检测。若结合模式识别技术，可提高数据处理效率、避免人为错判的发生，进而实现自动精确分类识别的目的。针对溶液中微/痕量海洛因及其代谢物，提出了基于Au/SiO2复合纳米球阵列（Au/SiO2 NSA）的SERS检测与模式识别相结合的方法，实现对它们的灵敏检测与高效鉴别。首先，采用气-液界面自组装和磁控溅射沉积的方法制备了具有良好SERS活性和结构一致性的Au/SiO2 NSA,以此为SERS基底（芯片）,结合便携式拉曼光谱仪，成功实现了对水溶液中海洛因及其主要活性代谢物（6-单乙酰吗啡（6-MAM）和吗啡）的灵敏检测，检测限低至10-4 mg·mL-1。然后，利用模式识别技术中的系统聚类分析（HCA）、主成分分析（PCA）和支持向量机（SVM）对所获得的谱图数据进行定性/定量分类识别。结果表明，在HCA和PCA均能准确分类的基础上，采用基于径向核函数、线性核函数、多项式核函数、 S型核函数中任意一种建立的PCA-SVM模型，均能够100%地对海洛因、 6-MAM和吗啡进行定性识别；选取基于径向核函数的SVM模型，对不同浓度海洛因定量区分的准确率可达90.1%;而通过基于线性核函数的SVM模型，对不同浓度6-MAM和吗啡的判别准确率分别为84.8%、 70.2%。这项工作不仅为基于SERS的灵敏检测与精准鉴别提供了一种具有实用价值的高质量基底（芯片）,也为对海洛因及其代谢物进行准确的分类及识别给出了可行的方案。