基于新型、 高效、 生物兼容性近红外表面增强拉曼散射（NIR-SERS)基底, 采用共焦光路设计的便携式拉曼光谱仪, 对25例肺癌患者和25例健康人的氧合血红蛋白进行NIR-SERS光谱检测, 再对两者NIR-SERS光谱的谱峰强度和谱峰位置进行分析研究。 发现两者的NIR-SERS光谱的谱峰强度在一定区域存在较明显的差异性, 在473, 816和1 583 cm-1处健康人的光谱的谱峰强度比肺癌患者要大, 健康人氧合血红蛋白平均NIR-SERS光谱在1 208和1 425 cm-1谱峰处时, 肺癌患者分别蓝移到1 212和1 432 cm-1, 健康人氧合血红蛋白平均NIR-SERS光谱在1 583 cm-1的谱峰处, 肺癌患者红移到1 579 cm-1。 采用主成分（PCA)分析和独立变量T检验统计分析方法得出NIR-SERS光谱在主成分得分PC3, PC4和PC9处具有显著差异, 并通过PCA得分二维、 三维散点图可以将健康人和肺癌患者区分, 诊断的特异性为88%, 灵敏度为80%, 总判别正确率为84%。 通过谱峰归属分析, 两者的NIR-SERS光谱存在显著差异与氧合血红蛋白吡咯环和乙烯基团(CaCm)的振动有关。 该研究为肺癌的SERS光谱技术诊断提供了实验依据, NIR-SERS技术有望发展成为一种新型的临床辅助诊断工具。

采用近红外表面增强拉曼散射(NIR-SERS)光谱技术, 基于高效、稳定、低廉的纳米银膜基底检测了25例肝癌患者、25例肝癌术后患者和25例健康人的氧合血红蛋白(OxyHb)。对比发现, 健康人、肝癌术后患者和肝癌患者的OxyHb 的NIR-SERS光谱谱峰强度呈现依次下降的趋势, 表明从谱峰强度可以初步判断肝癌术后患者恢复情况。利用主成分分析(PCA)结合线性判别分析(LDA)统计方法进行分析, 25个肝癌术后患者中8人判别为健康人, 其余17人判别为肝癌患者。判别分组与实际情况相符, 表明PCA-LDA统计方法可以更准确地判断肝癌术后患者恢复状况。因此, NIR-SERS技术结合PCA-LDA统计方法有望为肝癌术后患者恢复状况的诊断提供一种新的思路和方法。

采用一种高活性的纳米银膜作为表面增强拉曼散射（SERS）基底, 以近红外激光（785 nm）作为激发光源, 对胞嘧啶核苷（胞苷）水溶液（10－2～10－8 mol·L-1）进行了近红外表面增强拉曼散射（NIR-SERS）光谱检测。 实验结果表明, 当胞苷水溶液浓度等于或低于10－7 mol · L-1时, 可在300～2　000 cm-1范围内获得信噪比较好的NIR-SERS光谱。 将胞苷水溶液（10－2～10－5 mol · L-1）分别滴在10片不同的纳米银薄膜上进行检测, 结果表明该纳米银膜体现出了较好的光谱重现性。 通过对纳米银膜表面形貌进行表征发现聚乙烯醇（PVA）包覆的纳米银颗粒在铝片表面形成“草状”结构。 并通过对吸附了胞苷分子的纳米银膜进行紫外-可见光反射光谱检测, 发现在800 nm处出现等离子共振峰。 因此采用785 nm的近红外激光作为激发光时, 该体系能够体现出强烈的表面等离子共振（surface plasmon resonance, SPR）特性。 同时采用DFT-B3LYP/6-311G对胞苷分子进行了拉曼光谱计算, 计算所采用入射光波长为785 nm, 通过计算结果与实验测得的胞苷固体的拉曼光谱对比发现在300～2　000 cm-1范围内两者匹配得较好, 进而对其振动进行了归属。 最后通过比较胞苷的拉曼光谱和NIR-SERS光谱对胞苷分子在纳米银膜上的可能吸附方式进行了分析。 分析结果表明胞苷分子主要为其核糖部分吸附纳米银颗粒上, 同时该分子的17NH2基团可能靠近局域电磁场增强区域。

本文将聚乙烯醇(PVA)包覆的纳米银粒子组装在铝片表面形成的纳米银薄膜作为表面增强拉曼散射基底,使用扫描电镜对纳米银膜的表面形貌进行了表征。同时采用近红外激光(785 nm)作为激发光对甲氰菊酯的丙酮溶液(10-4~10-7 mol/L)进行了近红外表面增强拉曼散射(NIR-SERS)光谱检测。结果表明该方法对甲氰菊酯的检测极限为10-6 mol/L。最后对甲氰菊酯的NIR-SERS光谱重现性进行了检测,即分别检测了浓度为10-4 mol/L和10-5 mol/L的甲氰菊酯丙酮溶液各6个样品,实验结果表明该纳米银膜在检测甲氰菊酯时体现出了较好的重复性。

基于一种新型、高效近红外表面增强拉曼散射(NIR-SERS)基底,检测了20例健康人和16例结直肠癌患者氧合血红蛋白NIR-SERS光谱。对比发现,结直肠癌患者和健康人氧合血红蛋白NIR-SERS光谱之间存在明显差异。通过谱峰归属分析,发现结直肠癌患者氧合血红蛋白中吡咯环和乙烯基团的振动模式、数量和构象发生了一定的变化,尤其是吡咯环的对称呼吸振动和乙烯集团的反对称伸缩振动模式的数量比健康人要少很多,这些变化很可能是结直肠癌患者组织出现变异以及体内杂乱的新陈代谢引起。利用统计分析方法诊断结直肠癌的特异性与灵敏度分别为85.0%和93.8%,为验证利用统计方法的可靠性,使用受试样品的工作特征曲线方法进行评价。研究表明NIR-SERS光谱技术结合统计分析方法有望发展成为一种新型的结直肠癌临床诊断工具。

采用电解法制备新型、高效纳米银膜作为近红外表面增强拉曼散射(NIR-SERS) 基底，检测了22 例健康女性和22 例宫颈癌患者氧合血红蛋白的NIR-SERS 光谱。对比宫颈癌患者与健康女性氧合血红蛋白NIR-SERS 光谱，发现两者区别明显。利用多变量统计分析方法得到宫颈癌患者与健康女性氧合血红蛋白的NIR-SERS光谱在472、662、720和1209 cm-1谱峰处区别最为明显，诊断的特异性与灵敏度均为86.4%。由谱峰归属分析得知，宫颈癌患者血液中高铁血红蛋白吡咯环折叠振动、氧合血红蛋白吡咯环的对称变形振动、反对称变形振动和吡咯环间CmH 基团的变形振动等振动模式与健康女性相比有明显的减少。研究表明，NIR-SERS 技术结合多变量统计分析方法可以较好地区分宫颈癌患者和健康女性氧合血红蛋白，有望发展成为一种新型的宫颈癌临床诊断工具。

本文采用种子生长法、利用双表面修饰剂制备了金纳米棒, 其长径比为3.5:1。该金纳米棒的消光光谱显示: 利用该方法制备的金纳米棒有两个表面等离子共振(SPR)峰, 分别位于540 nm 和780 nm处。其中780 nm处的表面等离子共振峰靠近红外光谱区, 可以与文中采用的激发光源 (785 nm 激光) 较好的匹配, 从而有助于实现共振拉曼散射增强效应。本文以D-核糖(D-Ribose)为探测分子, 基于金纳米棒进行了近红外表面拉曼散射(NIR-SERS)活性检测, 从而获得了光谱重复性良好的NIR-SERS光谱图。同时, 采用密度泛函理论(DFT), 以B3LYP/ 6-31G 和6-31G/LanL2DZ为基组函数, 分别对D-核糖分子以及D-核糖分子与金原子形成的团簇进行结构优化和普通拉曼光谱(NR)计算, 发现理论值和实验值符合较好。此外, 文中对D-核糖的NIR-SERS谱带进行了分析和归属, 发现当D-核糖分子吸附到金纳米粒棒上时, 主要是以羟基上的氧原子(O9)吸附在金原子上而形成金属键。

本文采用静电自组装的方法制备了二维纳米银膜。UV-vis吸收光谱显示其等离子体共振吸收带位于400～900 nm 的光谱范围, 延伸到了近红外区, 可以较好的匹配785 nm 的近红外激发光源。以该纳米银膜为基底, 对2-氨基苯硫酚 (2-ATP) 分子进行了近红外表面增强拉曼散射 (NIR-SERS) 检测, 获得了重复性良好的NIR-SERS 光谱图。实验表明: 以2-ATP为探针分子时, 该纳米银膜的NIR-SERS增强因子达到2.19 ×109。 同时, 本文采用密度泛函理论 (DFT), 以B3LYP/6-31G为基函数, 对2-ATP分子进行结构优化和普通拉曼光谱(NR) 计算, 发现理论值和实验值吻合较好。此外, 对2-ATP 的NIR-SERS谱带进行了归属分析, 发现当2-ATP分子在纳米银表面吸附时, 是以-SH基团吸附到银表面, 且同时-SH基团会被纳米银氧化。

本文采用电解法结合静电自组装技术制得了二维纳米银膜, 该纳米银膜的UV-vis消光光谱显示其等离子体共振带位于400 nm~900 nm之间, 延伸至近红外区。该纳米银膜可以较好的匹配785 nm的近红外激发光源, 进而能有效的避免分子荧光和生物分子的光致损伤。本文以柠檬酸钠和氯化血红素为探测分子, 进行了近红外表面增强拉曼散射(NIR-SERS)活性检测, 获得了信噪比较好的NIR-SERS光谱图。同时采用密度泛函理论B3LYP, 以6-31G为基函数, 对柠檬酸钠分子进行了结构优化和普通拉曼光谱(NR)计算, 发现理论值和实验值符合很好。此外, 文中对柠檬酸钠及氯化血红素的NIR-SERS谱带进行了分析和归属。实验表明, 该二维纳米银膜是一种稳定、高效且具有生物兼容性的NIR-SERS基底, 与近红外激发光源相匹配可以有效的淬灭分子荧光、增强拉曼信号。

基于一种新型、高效、生物兼容性近红外表面增强拉曼散射（NIR-SERS）基底，采用便携式近红外拉曼光谱仪分别对健康人和肝癌病患者的血清进行了NIR-SERS光谱研究。实验发现，健康人与肝癌患者的血清NIR-SERS光谱存在显著差异：1）健康人血清NIR-SERS 光谱中位于630、720、812和1578 cm-1附近的谱峰在肝癌患者血清NIR-SERS 光谱中变得很弱，甚至消失；2）健康人血清NIR-SERS光谱中位于1130 cm-1和1204 cm-1附近的谱峰在肝癌患者血清NIR-SERS 光谱中分别蓝移到1135 cm-1和1269 cm-1附近，同时在558 cm-1附近出现一新的较强拉曼峰；3）对健康人和肝癌患者血清NIR-SERS光谱中位于300、630、1130和1578 cm-1等处的拉曼峰相对峰强度比研究发现，相对峰强度比I630/I300，I1130/I300和I1578/I300可以作为较好的区分健康人和肝癌患者的NIR-SERS光谱诊断指标，这为基于SERS光谱技术进行肝癌光谱诊断提供了初步的实验依据。