表面增强拉曼光谱(SERS)自20世纪70年代发现以来,由于能够提供分子的指纹信息、非破坏性、以及超灵敏性特点,SERS技术已经成为一个强有力的分析工具,可应用于化学、生物以及环境分析。近些年来,本课题组发展的动态表面增强拉曼光谱(D-SERS)凭借其高灵敏性,重现性和稳定性以及实时检测的特点也逐渐受到关注。众所周知,纳米材料的形貌对SERS增强效果有很大的影响,各项异性的纳米粒子(纳米星、三角形、管状等)作为增强基底灵敏性很高,但重现性很低。在SERS检测中,获得重现性好、可靠性高的检测结果,合成单分散的纳米粒子是至关重要的。本论文主要是基于单分散的纳米粒子作为SERS基底,结合D-SERS方法的诸多优点来开展的一系列工作。第一章简单的介绍了 SERS的基本概念、原理和基底材料,SERS在医学、单分子检测、公共安全方面的应用。重点介绍了 D-SERS的发现、发展过程以及D-SERS的特征和优点,目前存在的问题和研究思路。第二章是基于D-SERS能够实现实时检测的特点,再结合双组份分析法来实时研究两种同分异构体2,2’-Bpy和4,4’-Bpy的竞争吸附。通过D-SERS的实时监测研究发现2,2’-Bpy和4,4’-Bpy的吸附是一个动态竞争的过程。此动态吸附的变化过程在普通的干态方法下是无法检测到的,D-SERS实时检测的特点为研究分子的竞争吸附提供了方法。第三章提出了 "最佳热点"的概念,并基于最佳热点建立了可靠的定量分析方法。采用原位小角X射线散射技术(SAXS)实时地追踪"最佳热点"的形成过程,结果表明在单分散纳米溶胶蒸发的过程中确实形成了 "最佳热点"。采用4-巯基吡啶(4-mpy)作为内标分子,结晶紫(CV)作为模型分子进行方法验证,将D-SERS最佳热点处的最强信号强度用于统计分析。结果表明,CV的相对强度与浓度的负对数成线性关系,即可以实现定量检测。最终,通过这种方法,两种毒品摇头丸(MDMA)、a-甲基色胺二盐酸盐(a-MT)以及三聚氰胺都可以实现定量检测。第四章是在第三章的基础上进一步进行的探索。运用D-SERS过程中的"最佳热点"结合免内标(internal standards-free)的方法实现对一类特殊分子的定量检测。这类特殊的分子是指具有较大散射截面和对称性结构的分子,例如三苯甲烷染料。CV是廉价的三苯甲烷染料,它能帮助鱼类有效对抗真菌和寄生虫感染。但由于这些染料对人类有致突变和致畸作用,在水产养殖中是禁止使用的。因此,准确测定三苯甲烷染料的浓度是至关重要的。结果表明,采用这种方法可以实现对三苯甲烷染料的定量检测。第五章主要是在第三和第四章内容的基础上来探索"最佳热点"的可控性。最佳热点处具有很多的优点,然而最佳热点的存在时间非常短,变化非常快,而且这一过程是不可逆的。因此,我们希望采用不同的方法将最佳热点的存在时间延长,并通过小角X射线散射(SAXS)实时追踪方法的可行性。结果表明通过封闭和液封都可以实现对热点的控制,这对D-SERS乃至SERS而言都有着极其重要的意义。