为了建立一种检验现场残留烟用内衬纸的科学方法, 采用最新的差分喇曼光谱技术对44个不同品牌、不同系列的样品进行了检验, 依据样品中主要填料的不同对样品进行了分类。结合化学计量学, 将经主成分分析降维后的数据用来聚类分析, 用显著性P值和Pearson相关系数评价聚类结果的好坏, 得出的最优聚类结果用来建立判别式。结果表明, 经解析比对谱图后可将样品分为4类;建立的判别式实现了对44个样品100%的准确分类, 并对未知样本的判别提供了依据。该方法结合谱图分析和化学计量学, 能快速、无损、准确地对样品做出客观检验, 具有一定的普适性,为公安实际办案提供了理论依据。

为了实现对翡翠种属及注胶翡翠的鉴定, 采用显微联用位移激发差分喇曼光谱法进行了理论分析与实验验证, 得到了112个翡翠样品的差分喇曼光谱数据, 比较了翡翠的差分喇曼光谱和普通喇曼光谱, 并统计分析了翡翠的喇曼特征峰及B货翡翠的鉴别依据。结果表明, 差分喇曼可有效滤除荧光, 对识别高荧光翡翠样品的特征峰有显著优势；378cm-1, 698cm-1, 1037cm-1峰强较强、峰形尖锐, 是检测翡翠时出现频率最高特征峰, 可以借此对样品种属进行鉴定；通过显微放大能观察到B货翡翠经酸洗产生的裂纹、凹坑及其充填的有机物, 并在此处可检测到有机物的喇曼特征峰, 其中1114cm-1, 1188cm-1, 1611cm-1出现最为频繁, 可以此对翡翠的A货、B货进行鉴定。该方法操作简单、提高鉴定效率, 可为翡翠的快速鉴定提供参考。

为了对比分析TiO2-AgNPs薄膜与银胶纳米颗粒溶液两种表面增强喇曼光谱散射(SERS)基底对中药溶液样品的SERS增强效果,选取中药附子溶液作为实验样品,分别采用两种SERS基底通过喇曼散射实验取得其表面增量喇曼光谱,并进行了解析对比。结果表明,TiO2-AgNPs薄膜与银胶纳米颗粒溶液两种SERS基底都对中药附子溶液的喇曼散射光谱起到了明显的增强作用；TiO2-AgNPs薄膜的增强效果相对于银胶纳米颗粒溶液更为敏感,如在喇曼位移1398cm-1的相对峰强比,TiO2-AgNPs薄膜基底为27.85%,银胶纳米颗粒溶液基底为11.97%,但其具有易氧化、可用时间短、制备难度大、可重复性不高等缺点,因此更适于样品成分的精确鉴定,银胶纳米颗粒溶液具有制备更简单、使用时间长、稳定性和重复性好等优点,适于大量样品成分确定对比的检测;两种基底对中药溶液样品的SERS增强各有优势。此结果对国内外利用SERS技术分析中药有效成分的基底选择有一定参考作用。

以铊掺杂自聚焦透镜作为光谱采集透镜，设计了一种小型可穿戴式光谱采集探头，在此基础上搭建了一种小型可穿戴式血糖喇曼光谱检测系统. 利用该系统对不同浓度的葡萄糖溶液、11只实验白鼠以及10位人体志愿者进行测试.以光谱特征峰面积作为主要计算参考，以峰强度作为辅助参考进行光谱定量分析.针对不同样本分别建立基于主导因子的非线性多变量偏最小二乘模型以计算葡萄糖水平.计算结果表明葡萄糖溶液、实验白鼠以及人体的准确度分别为98.1%、89.3%和84.4%，测试准确性得到提高. 该检测系统具有体积小、成本低、喇曼信号采集稳定、使用方便等优点，能够准确实现人体血糖的无创检测并具有较好的可重复性.

为了证实以团絮状银胶为基底的表面增强喇曼光谱(SERS)技术结合化学计量学方法能有效实现脐橙中农药残留检测, 采用德国布鲁克公司的共焦显微喇曼光谱仪, 对脐橙中的亚胺硫磷农药残留的快速无损检测进行了研究。通过留一交互验证法得出农药检出限为4.113mg/L,并对SERS光谱进行7种方法的预处理。结果表明, 先基线校正后卷积平滑预处理的建模预测效果最好;结合偏最小二乘法建模, 预测集的相关系数和预测均方根误差分别为0.904和4.890mg/L, 校正集的相关系数和预测均方根误差分别为0.919和3.990mg/L。结果证明了SERS定量分析的科学性和可行性, 这对国内水果的生产和出口水果的农药残留检测有一定的参考作用。

为了检测、分析混合气体, 根据混合气体中不同气体成分在喇曼频谱中各自的吸收谱峰, 采用激光谐振腔增强光谱法原理和喇曼散射光谱技术, 利用有源激光谐振腔和雪崩光电二极管, 设计了针对于混合气体成分进行在线分析的实验系统。结果表明, 对混合气体进行实时在线检测, 可以有效检测出包含体积分数分别为0.502, 0.498的N2和O2的混合气体。该系统操作便捷、安全可靠, 可以实现混合气体的成分分析。

应用喇曼光谱和单细胞分析技术监测非发酵底物形成的不同高渗透压对酿酒酵母乙醇发酵的影响，及发酵过程胞内主要生物大分子的变化动态，以期从光谱学角度获知酵母细胞乙醇耐受的分子机制.结果显示，渗透压的升高明显延缓酵母细胞的生长、底物消耗和产物生成，但在2.0 mol/L山梨醇下乙醇的最终产量高于对照组.主成分分析显示，不同渗透压主要影响酵母细胞光谱的1 300～1 306和1 443 cm－1等源自脂类物质的喇曼峰，说明渗透压影响了胞内脂类物质的合成.主特征峰强度的动态变化显示，高渗透压会显著影响782、1 301、1 602和1 657 cm－1峰所表征物质的合成时间和强度，进而影响细胞的代谢方向.结果表明耐高渗菌株能适应高渗环境，调整胞内组分含量，实现高产发酵.

研究了结晶紫包裹的银包金纳米粒子进入红细胞的实时过程.利用激光光镊喇曼技术每隔20 s通过光镊囚禁红细胞并收集该细胞及邻近溶液的喇曼光谱,抽取光谱中具代表性的特征峰来观察其强度随时间的变化.结果表明:从囚禁的红细胞中收集到的光谱包括了归属红细胞与结晶紫的特征峰.红细胞的光谱特征峰1 001、1 128、1 213 cm－1和结晶紫的光谱特征峰915、1 177、1 389、1 586、1 619 cm－1的强度随着时间增加,表明在红细胞与纳米粒子共培养的过程中,纳米粒子在红细胞中累积,并引起红细胞信号增强.分析红细胞与其邻近溶液的光谱差,发现归属结晶紫的光谱特征峰913、1 179、1 586 cm－1随时间呈类余弦的变化,表明红细胞内的结晶紫包裹的银包金纳米粒子含量先升高后降低再升高.通过计算得到纳米粒子开始进入红细胞的时间范围及进入的速度、被溶酶体降解的速度.研究表明表面增强喇曼技术为研究外物进入细胞提供了新的实验方法和思路.

为了研究硫氰酸铵溶液的喇曼光谱特征,采用HartreeFock方法在631G(d)基组水平上对硫氰酸根离子的几何结构进行了优化,并在此基础上计算了该离子的喇曼光谱,实验中测量了不同浓度的硫氰酸铵溶液的喇曼光谱,发现SCN-的浓度和对应的喇曼峰强度间存在线性关系。结果表明,SCN- 的喇曼振动基频实验值(752cm-1)与理论值(740cm-1)的绝对偏差和相对误差都较小,而另一喇曼特征区域则出现不同程度的包络。该研究结果将有助于工业上硫氰酸铵溶液含量的测试。

在群体细胞水平和单个酵母细胞水平上，应用光镊喇曼光谱技术对高浓度乙醇胁迫过程中细胞内生物大分子物质的动态变化进行实时监测.基于两种水平上的研究结果显示：在高浓度乙醇胁迫下，归属于核酸的喇曼峰(721，1 083，1 301 cm－1)、归属于蛋白质的喇曼峰(721，858，1 001，1 301，1 445，1 608，1 657 cm－1)和归属于脂类(1 083，1 301，1 445 cm－1)喇曼峰的峰强度都随处理时间的延长而显著降低，说明了高浓度乙醇诱导酵母凋亡过程中核酸、蛋白质、脂类等物质的含量是逐渐降低的.结合单因素分析法与重复测量分析法发现，群体细胞与单个细胞光谱的变化有明显差异性，反映基于群体细胞的研究，个体细胞的信息被平均光谱信息所掩盖，无法体现个体间所存在的差异.应用激光镊子喇曼光谱技术基于单个细胞水平上的研究能更直接、真实地反映高浓度乙醇胁迫下细胞内生物大分子变化的动态信息.