将具有拉曼信号的三氢-吲哚菁类（Cy3）染料分子标记农药核酸适配体（Aptamer）制备成拉曼检测试剂（Cy3-aptamer）, 对痕量啶虫脒进行了特异性的表面增强拉曼光谱法（SERS）检测研究。 考虑到胶体的稳定和聚凝作用原理, 采用聚丙烯酸钠作为分散剂, 使作为SERS检测基底材料的银溶胶带负电荷, 获得了良好的稳定性和分散性。 由于聚丙烯酸钠分散的银溶胶为负电平衡体系, 测试时需采用聚沉剂, 使具有较高稳定性的银纳米颗粒团聚, 形成SERS增强热点, 从而提高SERS检测信号。 以SERS信号较弱的啶虫脒为探针, 考察了银溶胶中加入不同聚沉剂（NaCl, KCl, NaOH, HNO3, H3PO4, H2SO4, HCl）对SERS信号的影响, 实验结果表明, H+作为阳离子和PO3-4作为阴离子组成的电解质聚沉剂, 对于带有一定负电荷σ-基团分子, 具有较好的拉曼增强效应。 且通过紫外可见分光光谱, 进一步说明了表面电荷性质对SERS的增强信号起决定作用。 又由于Cy3-aptamer磷酸骨架上带有大量负电荷, 其SERS信号较小。 故选择带丰富正电荷的精胺分子以消除Cy3-aptamer磷酸骨架上的负电荷, 使Cy3-aptemer更易吸附于银溶胶表面, 使其产生较强的SERS光谱。 此外, 考察选择了精胺与Cy3-aptamer以及Cy3-aptamer与农药啶虫脒的最佳反应结合时间分别为5和20 min。 最后, 建立了定量检测农药啶虫脒的方法, 并对检测机理进行了探讨。 研究表明, 农药啶虫脒在适配体银溶胶特效探针上于1 392 cm-1处的SERS特征峰面积与水的OH伸缩振动峰面积组成相对拉曼峰面积强度, 其相对强度与啶虫脒浓度的对数具有良好的负线性关系, 浓度范围为1×10-8～2.5×10-7 mol·L-1。 将所建立的特效检测啶虫脒的方法用于实际水样的检测, 回收率为97.4%～99.4%。 结果表明, 所提出的聚丙烯酸钠分散及精胺修饰的银溶胶有利于捕获Cy3-aptamer及其Cy3-aptamer与啶虫脒的反应物, 提高了方法的灵敏度与可靠性。

采用共沉淀法合成了Fe3O4磁性纳米颗粒, 进一步以柠檬酸三钠还原法制备出了具有SERS活性的Fe3O4/Ag磁性包覆修饰材料, 用紫外可见吸收光谱、 能谱及透射电镜对结构与形貌进行表征, 发现所制备的Fe3O4/Ag纳米材料粒径约为30～60 nm, 形貌规整接近球形, 经测试Fe3O4/Ag材料很容易被磁铁收集, 能够满足分散萃取再收集的需要。 根据密度泛函理论(DFT)对杀线威(Oxamyl)、 Oxamyl-Ag和Oxamyl-Ag4进行了理论结构优化计算, 得到了杀线威的理论拉曼光谱和与Ag表面增强拉曼光谱及其谱峰的归属, 结合表面增强拉曼光谱(SERS)测定, 研究了杀线威在Fe3O4/Ag表面的吸附行为和增强效应, 测算得到杀线威在Fe3O4/Ag表面上的增强因子为208×105。 研究表明: 理论计算的杀线威拉曼光谱与测定的拉曼光谱具有较好的一致性, DFT理论计算中发现研究分子与活性Ag原子作用越多, 与实测值常规拉曼NRS越接近； 杀线威以双键侧N原子和S原子与Fe3O4/Ag表面吸附作用为主； 双键侧N优先与Ag吸附成键后, 整个分子靠近Ag表面, 最终使得双键侧N原子与S原子共同吸附在Ag表面； Fe3O4/Ag磁性纳米复合材料具有显著的富集吸附和拉曼增强作用； 可利用其作为拉曼基底, 以实现SERS光谱法对杀线威农残的快速分析检测。

采用共沉淀法合成Fe3O4纳米颗粒，再以柠檬酸三钠还原AgNO3获得了具有SERS活性的Fe3O4@Ag磁性纳米复合材料。基于密度泛函理论（DFT）的量子化学计算方法和表面增强拉曼光谱（SERS）技术，从理论计算和实验测定表征探讨了2-噻吩甲酸（2-TCA）在Fe3O4@Ag表面的吸附行为和增强效应。结果表明：理论计算得到的拉曼光谱与实际测得的常规拉曼光谱基本一致，而在DFT理论计算中所键连的Ag原子数越多，与实测值就越接近。溶液的浓度和pH对拉曼增强效果有很大的影响，当溶液的pH=3且浓度为1×10-4 mol·L-1时有最大拉曼增强效应。峰强随2-TCA浓度的增加呈现先增大后减小的趋势，浓度过大会导致大量2-TCA分子吸附聚集在Ag表面形成局部“拥堵”，阻碍了激发光尤其是光谱信号的散射通过，从而减弱了拉曼增强效应。pH的变化使溶液中2-TCA分子形态发生改变，结构形态不同，其在Ag表面的吸附方式也不同。中性C4H3SCOOH分子以环上S:形式垂直吸附键合在Ag表面，形成S—Ag配位键而产生SERS光谱。-1价C4H3SCOO-离子以S—Ag配位和O—Ag共价“双键合”侧卧方式共同吸附在Ag表面而产生SERS光谱。在Ag表面，以单独S—Ag配位键吸附或键合的能力比S—Ag配位和O—Ag共价共同吸附方式要弱，但其产生的SERS信号更强，故2-TCA中性分子比2-TCA-离子更有利于SERS的产生。随着pH值的增加，溶液中的2-TCA由中性分子逐渐转化为-1价的C4H3SCOO-离子，因而在pH>3以后，拉曼增强效应逐步减弱。

采用循环伏安法处理Ag电极, 得到活化的具有表面增强拉曼光谱(SERS)效应的粗糙Ag表面, 进一步采用激光拉曼光谱探讨了2-巯基苯并咪唑(MBI)在其表面的自组装分子层的吸附特性。实验表明, 在活性Ag表面的MBI自组装分子层能够产生理想的SERS效应, 其强度随探针分子MBI浓度的增加先提高后减弱, 达到一定浓度时因受其空间位阻等因素的影响, 增强效应减弱。MBI在1×10－6 mol·L－1 浓度时增强效果最大。拉曼增强效应随着体系酸度的变化有着明显不同, 在强酸性条件下的增强效应明显优于中性和碱性条件。MBI分子存在两种不同的异构体和在不同酸度下存在3种不同的存在形态, 并形成动态平衡。pH ＜2时, MBI分子主要以硫酮式MBI+存在, 并以巯基上的S:与活性Ag以配位方式吸附成键, 其整个大π键平面垂直地吸附于Ag表面, 产生相对较大的SERS信号。pH ＞2时, 由于硫酮式和硫醇式与活性Ag的键合方式和能力不同, 硫醇式上的S与Ag以S—Ag共价方式同时双键侧上的N以配位方式协同参与吸附成键, 比硫酮式MBI+的单纯配位吸附要强, 因而形成了竞争吸附, 表现为SERS在pH=2～3.7之间的急剧下降。MBI硫醇式由于以S—Ag、N—Ag键的协同吸附, 形成了倾斜侧卧式垂直吸附, 而使拉曼增强效应相对减弱。