提出一种外泌体检测新方法，通过将表面增强拉曼散射（SERS）纳米探针固定在核酸适体（DNA）功能化水凝胶中，实现对肿瘤源性外泌体的高灵敏度光学检测。SERS纳米探针被用于识别肿瘤源性外泌体并产生指纹光学信号。SERS活性DNA功能化水凝胶（简称“SD水凝胶”）作为传感器，不仅提供了用于生物识别的三维反应位点，而且可放大SERS纳米探针的光学信号。选择性地与靶外泌体结合后，SERS纳米探针脱离SD水凝胶，导致SERS信号减弱，从而实现光学检测。通过SERS信号变化，SD水凝胶可以定量、灵敏地检测肿瘤源性外泌体，浓度检测限（LOD）约为22 μL^-1。该SD水凝胶将为临床癌症诊断提供一种新的技术手段。

从复杂样表面有效提取目标分析物对于将表面增强拉曼散射(SERS)光谱技术推广到实际应用具有重要意义。本文通过利用透明性和粘合性的胶带与具有良好SERS活性的沉积在铟锡氧化物导电玻璃(ITO)表面的金纳米粒子阵列(AuNPs)相复合作为SERS基底, 提出了一种应用于果蔬农药残留的SERS光谱快速检测方法。采用柔性胶带将分析物从实际的样品表面方便快捷地转移到作为SERS基底的金纳米粒子阵列(AuNPs/ITO)上, 通过简捷的“粘贴, 剥离和再粘贴”的过程直接提取水果和蔬菜表面的农药残留, 如福美双等, 实现对果蔬农药残留的SERS光谱快速检测。这一研究能够为相关检测技术的建立提供有益的信息。

胃癌患者能够得到早期诊断对其治疗具有十分重要的意义, 疾病状态下的血红蛋白拉曼光谱检测在血液代用品的高铁血红蛋白含量检测中以及血氧饱和定量测定中占很大优势。 本实验采用微波加热法制备银胶体粒子, 依次对20例胃癌患者和11例健康人的血红蛋白进行表面增强拉曼光谱分析。 采用SERS谱峰归属分析结果显示胃癌患者血红蛋白中的酪氨酸、 苯丙氨酸和吡咯环的含量均低于正常人。 本文还讨论了血红素的分子结构, 在血红蛋白和氧气结合的前后, Fe2+分别处于高低自旋态, 离子半径也随着与氧结合缩小了0.075 nm从而滑落入卟啉环平面中央的孔隙之中。 这种空间的拉伸变化会牵动与铁相连的F8His, 使得珠蛋白中两股螺旋之间空隙缩小, 导致将HC2酪氨酸排挤出空隙。 利用这一机理, 对血红蛋白1 560 cm-1的吸收峰进行研究, 证实了胃癌患者酪氨酸含量确实低于正常人。 为了能得到更加明显的诊断区分, 利用降维的思想, 采用主成分分析(PCA)的方法对所有的拉曼光谱进行多元统计分析, 得出三维的诊断散点图。 为了更加精确的得出诊断准确率, 用判别分析得出诊断的灵敏度和特异性分别为90.0%和90.9%, 总判别正确率为90.3%。 此项研究表明: 对氧合血红蛋白的表面增强拉曼光谱诊断分析有希望成为一项新型的胃癌诊断技术应用于医学领域。

中药可治疗不同病症,充分体现中医辩证论治.为实现安全、可靠且有效的中药质量标准及评价体系,中药分析尤为重要.作为一准确、灵敏和高效的分析工具,光谱分析技术可在中药检测分析中发挥重要作用.本文介绍中药的光谱分析概况,主要阐述红外光谱、拉曼光谱法对中药的分析研究;并进一步提出了开展方剂光谱学研究,立足中医药理,以光谱分析技术为工具,分析方剂成分,揭示单味中药汤剂与其方剂配伍之间的关系,以及方剂配伍规律与药效间的相关性.论文介绍了作者所在的项目组近期在中药光谱分析的相关工作,并对中药光谱分析的发展作了展望.

碱基是构成核酸的物质基础。碱基的含量分析对于生物体的生理活动及新陈代谢过程研究具有重要意义。本文利用表面增强拉曼散射(SERS)光谱技术研究了腺嘌呤在相对稳定的银溶胶溶液中的SERS光谱信号强度与浓度的定量关系。研究表明添加聚合物作为稳定剂的银溶胶具有良好的稳定性。进一步研究表明, 在1×10-4~ 1×10-3mol ·L-1的浓度范围内, 以吡啶作为内标, 分析物腺嘌呤与内标物特征谱峰强度之比与腺嘌呤的浓度之间呈现良好的线性关系。

采用二维纳米结构银膜作为基底, 检测了30例肝癌患者和30例健康人氧合血红蛋白表面增强拉曼散射(SERS)谱。 利用主成分分析(PCA)结合独立变量t检验建立SERS光谱诊断多元统计算法模型, 并用判别分析方法对此统计算法的诊断效果进行评价。 实验结果表明, 肝癌患者与健康人氧合血红蛋白SERS光谱有明显区别。 采用PCA分析结合独立变量t检验统计分析方法得出SERS光谱PCA得分三维散点图可以很好的区分健康人和肝癌患者。 利用判别分析方法得出该统计算法诊断肝癌的特异性和灵敏度分别为90%和96.7%, 总判别正确率为93.3%。 与健康人相比, 肝癌患者氧合血红蛋白中吡咯环的呼吸振动模式的数量、 酪氨酸和苯丙氨酸的含量相对偏低。 研究结果表明, 氧合血红蛋白SERS光谱统计分析有望发展成为一种新型的肝癌诊断工具。

对肿瘤裸鼠血清进行显微共聚焦拉曼光谱测量，并将血清的普通拉曼光谱与以金纳米颗粒为基底的表面增强拉曼散射（SERS）光谱进行对比，结果表明金纳米粒子作为活性基底对裸鼠血清具有显著的拉曼增强作用，在很多常规拉曼光谱中未能检测出的信息在SERS光谱中得以体现。这源于血清中的物质与金纳米颗粒之间的化学吸附和相互作用，使得微量样品也能够通过SERS光谱来反映出血清中各种蛋白质、脂类、糖类、核酸以及其他成分的分子结构等信息。血清中各种成分的信息可以反映体内各种细胞和组织的生理代谢及病理变化，血清的SERS光谱将为疾病的诊断和治疗提供一种有效手段。

为了更好地了解表面增强拉曼光谱(SERS)的机制，并进一步提高增强因子，研制了具有高稳定性的纳米劈裂装置及芯片。结合纳米劈裂技术及SERS技术，在拉曼光谱测量的同时能非常精确地操纵两纳米电极间的距离以观察相应拉曼光谱强度的变化。发现拉曼光谱强度依赖于纳米电极的间距以及激光的偏振化方向。在利用两纳米电极作为增强体的基础上引入了纳米门电极，并观察偏置电压下的门电极对拉曼光谱信号的影响。实验结果表明，拉曼光谱信号的强度强烈地依赖于纳米门电极上所施加的偏置电压。实验为增强拉曼信号提供了新的方法，同时为拉曼光谱增强机制的理论研究提供了参考数据。

制备出有序、 均匀的活性衬底一直是表面增强拉曼散射(SERS)研究中的关键。 阳极氧化法制备的多孔氧化铝膜的结构有序、 均匀, 为纳米金属SERS基底的制备提供了模板。 以沉积了银的多孔氧化铝组装体为衬底, 研究了罗丹明6G(Rh6G)分子的表面增强拉曼散射光谱。 结果表明, 沉积了银的多孔氧化铝模板是很好的SERS衬底, Rh6G分子在此衬底上的SERS谱强度与银纳米线在表面的显露高度有关, 而其拉曼频移未受表面状态的影响, 而PO3－4离子的存在使SERS强度得到很大提高

试提出一种高荧光及强背景噪声情况下表面增强拉曼散射光谱的提取方法。 该方法从分析荧光谱及背景噪声信号的组成入手, 构建相应模型对荧光谱及噪声信号进行估计, 通过比较估计结果与实际数据的差别识别谱峰信号, 并定位谱峰的基底位置。 通过在若丹明6G、 前列腺特异抗原测量及pH值传感实验中的实际应用检验可知, 该方法可提高表面增强拉曼散射光谱信号的分辩率和测量准确度, 在微量物质鉴别及物质含量定量测量方面有较好的应用前景。