近年来，运用表面增强拉曼光谱（SERS）技术对生物样本检测的研究发展十分火热，尤其是结合机器学习方法的SERS技术在临床样本诊断方面的运用日趋成熟。机器学习方法是基于无监督和有监督的算法，可以解决复杂的样本和大量、高维的数据信息，在生物分析领域受到高度关注。本文介绍了SERS技术结合机器学习方法的相关应用，尤其是在生物医学领域。SERS既可以使用免标记的策略检测生物样本的指纹信息，又可以使用标记方法跟踪蛋白质等生物标志物实现间接检测。本文总结了SERS技术结合机器学习方法用于血液、尿液、组织等临床样本进行疾病诊断的最新进展。此外，本文还汇总了细胞样本及其他复杂样本SERS分析中机器学习方法运用的实例。该文综述了这一领域的最新进展，为从事SERS生物分析领域的研究人员提供可借鉴的方案。

葡萄中可溶性固形物是评价葡萄成熟度的重要指标，本文探究了基于可见/近红外光谱技术对多个品种葡萄（红提、巨峰、辽峰）可溶性固形物（Soluble Solid Content，SSC）含量进行定量分析。分别采集了三个葡萄品种在550-960nm波长范围内的透射光谱数据，采用Savitzky-Golay卷积平滑（S-G）、标准正态变换（Standard Normal Variate, SNV）、小波变换（WT）、一阶求导+S-G卷积平滑组合（1stDer+S-G）预处理方法，对比分析出最适合各个品种的预处理方法；然后在最佳的预处理方法下采用连续投影算法(SPA)、竞争性自适应重加权（CARS）对光谱进行特征波长选择；结合化学计量学方法分别建立多品种与单一品种的偏最小二乘回归（PLSR）、BP神经网络SSC含量无损预测模型。结果表明，基于BP-SPA建立的SSC含量模型最优，多个品种通用SSC含量预测模型的预测集相关系数（Rp2）为0.85，表明基于可见/近红外光谱技术对多个葡萄品种SSC含量无损检测是可行的。

表面增强拉曼散射 (Surface-Enhanced Raman Scattering, SERS) 技术是基于分子振动指纹信息的分析方法，灵敏度高，选择好，可无损现场检测，加之水体系干扰小，在生物样本分析和医学早期诊断等领域有潜在的应用前景。纳米酶是人工模拟酶，与天然酶相比，易于批量制备、种类多样和环境稳定的优点。金属有机框架化合物 (Metal-organic framework, MOF) 便于设计和合成，具有介孔晶体结构，比表面积大，可固载其它纳米材料，提高稳定性。本综述关注纳米酶、MOF与SERS基底复合提高分析性能和稳定性，重点介绍了基于MOF/纳米酶/SERS技术平台在生物医药分析领域的应用现状与展望。

本文对玻璃晶圆加工过程中常见的三种缺陷类型——颗粒缺陷、气泡缺陷、三角形划痕的散射光强进行分析，发现不同缺陷结构在空间中有不同的散射光强分布特点，可以建立缺陷结构与散射光强空间分布的对应关系；同时针对产线中晶圆表面微米量级缺陷，进行了不同尺寸颗粒缺陷的散射光强度计算，得出了微米级别缺陷尺寸与散射光强度之间的关系曲线。从而提出一种非成像缺陷检测方法：检测获取缺陷散射光强值与空间分布，利用散射光空间分布结构确定缺陷结构以及利用散射光强计算缺陷尺寸，从而间接确定缺陷信息，达到缺陷检测的目的。为晶圆产业应用过程中的缺陷快速检测提供方法参考。

空间自相位调制是一种三阶非线性光学效应，又称光学克尔效应。空间自相位调制的物理机制为激光诱导的非局域电子相干性，是一种集体激发行为，非线性光学响应，演生现象。物质中电子在光场的驱动下以光学频率运动，获得由外场决定的相位，分离区域之间保持固定的由光场决定的相位差，从而演生出非局域电子相干性，其衍射光的平行光分量在远场形成一系列同心嵌套的圆锥形发射，在远场屏上形成干涉环，此即空间自相位调制。基于激光诱导在量子材料中产生电子相干性，可以实现全光开关，具有“以弱光控制强光”的特性，功能类似于光子学中的“三极管”。本文简要综述空间自相位调制的物理机理研究及其在全光开关领域的应用前景，重点梳理空间自相位调制在新阶段的发展以及微观物理机制。

SERS作为一种高灵敏物质指纹谱分析技术，在生物传感、化学分析等领域具有广泛的应用。具有规整纳米结构的SERS衬底是保证拉曼光谱痕量检测可靠性和稳定性的前提，实现高精度、大尺度和高效率的微纳结构制造是SERS衬底目前亟需突破的技术瓶颈。本工作提出了介质微球透镜—金纳米孔（ML/AuNHs）阵列复合SERS衬底新结构与制造新方法。首先，利用介质微球透镜光子纳米射流，在沉积于微球底部的金膜上制备纳米孔结构，形成ML/AuNHs复合结构。系统研究了532 nm纳秒脉冲激光能量、微球透镜直径、金膜厚度等工艺参数对金纳米孔的成形规律，通过优化加工工艺，实现了微球透镜阵列底部直径215 nm金纳米孔的超分辨并行加工。之后，理论分析了微球透镜的SERS“热点”自对准聚焦、光学回音壁共振模式以及定向天线等光场调控过程，揭示了ML/AuNHs复合衬底的拉曼增强机制。最后，展示了ML/AuNHs复合衬底检出灵敏度10-10 M（硝基苯硫酚，4-NBT）的SERS检测能力，较单独使用金属纳米孔降低2个数量级。本工作提供了一种简易高效且具有高灵敏度的SERS衬底结构及其制备方法，拓宽了SERS的实际应用潜力。

本文通过一步水热合成了雪花状三氧化二铁(α-Fe2O3)纳米材料，并通过化学还原法在其表面原位生长银纳米颗粒(AgNPs)，并将其作为表面增强拉曼散射基底用于检测大豆基天然酯油中的糠醛浓度。根据扫面电子显微镜 (SEM)，透射电子显微镜 (TEM)，X射线衍射仪(XRD)，电化学工作站以及拉曼光谱仪(Raman)分别进行表征。结果表明，以RhB作为探针分子，最低检测限为10-11 mol/L (M)，而且相较于单一AgNPs基底，α-Fe2O3-AgNPs的SERS性能更优异。将α-Fe2O3-AgNPs基底进行功能化处理，使其表面修饰4-ATP分子，并用于检测大豆基天然酯绝缘油中的糠醛，最低检测限能达到0.05 mg/L。检测结果完全满足电力行业绝缘油的老化标准 (重度老化，4 mg/L；中度老化，0.5 mg/L；轻度老化，0.1 mg/L)。

我们开发了一个结合了表面增强拉曼散射（SERS）和机器学习算法（MLA）的检测平台，用于快速、灵敏地检测变压器油中的糠醛。这对于判断变压器油纸绝缘老化程度至关重要。首先，我们合成了具有尺寸依赖性的银纳米颗粒（AgNPs），并将其应用在镀金膜的多晶硅片Si@Au上，形成Si@Au-Ag SERS基底。通过这个基底，我们成功地对不同浓度的糠醛变压器油溶液进行了检测，并获得了相应的拉曼光谱数据集。接着，我们采用了两种不同的MLA，分别是PCA+ANN和ANN，建立了定量校准曲线，将检测到的拉曼光谱数据转化为对应的糠醛浓度。通过我们建立的模型，相关系数R达到了0.958，表明了模型的高准确性。

苯并芘(Bap)是环境中典型的有机污染物，通过生物循环途径在人体内富集，会对机体造成慢性损伤。为了快速痕量分析复杂环境中的苯并芘，本工作将薄层色谱板(TLC)与表面增强拉曼散射(SERS)技术相结合，构建了一种新型AuNRs/MoS2/Silica gel薄层色谱板，并将其应用于Bap的痕量检测。该方法具有灵敏度高、操作简便等优点，可以完成对毒物的现场快速分析检测，有效克服了目前苯并芘检测方法中检出限高、仪器设备昂贵等问题，具有一定的实际意义。

碳纳米粒子悬浮液具有良好的光限幅性质，是一种优良的宽波段光限幅材料。通过热传导方程和米氏散射理论建立了微气泡半径与入射光能量、碳纳米粒子悬浮液散射系数和透过率的理论模型。采用Matlab数值模拟了散射系数随微气泡尺寸因子的变化关系，碳纳米粒子悬浮液光限幅性能随入射光能量的变化规律。研究了气泡尺寸因子、入射激光能量以及波长对碳纳米粒子悬浮液光限幅特性的影响。研究发现当激光能量达到一定值时，微气泡的半径保持恒定，不再随射激光能量的增加而增加。微气泡尺寸的增大对碳纳米粒子悬浮液的透过率有着显著的影响。同时，碳纳米粒子悬浮液对不同入射光波长和光能表现出不同的光限幅性能。研究结果为实验研究提供了理论指导。

绿色颜料常被用于丛林伪装中，本文通过2种光谱相似度评价方法比较了铬绿、碱性品绿、茜素绿、铁绿、蓝色（钴蓝、群青、磺化酞菁钴、酞菁蓝、铁蓝）与黄色颜料（铋黄、铁黄）混合物等10种常用的绿色系颜料与植物叶片的相似度。其中铬绿颜料与植物叶片的相似度最高，分波段相似度均较好。通过光谱一阶微分法对颜料种类进行区分，与植物相似度高的铬绿颜料可通过光谱识别指数方法加以识别。光谱识别指数方法可以快速地提取目标信息，大大提高识别的速度。

    为了得到辐射雾对激光的吸收特性，本文根据Maxwell-Garnett公式计算了高频条件下辐射雾中等效介电常数，然后由等效介电常数得到激光在雾中的吸收率，最后通过MATLAB平台进行数值模拟得出了直观的结果。结果表明，辐射雾对激光的吸收率与辐射雾中等效介电常数的虚部有关，且与其虚部成正比关系；辐射雾对激光的吸收率与辐射雾的可见度成正比；随着频率的增加，辐射雾对激光的吸收率迅速增大，在5 THz时达到最大值，随后逐渐减小，最后趋于一个稳定值。

本文采用拉曼光谱方法研究抗疲劳类保健品中非法添加化学药物的快速筛查方法。该方法结合拉曼光谱初筛、光谱叠加分析和增强拉曼光谱以获取样品的特征拉曼信息，通过分析样品和化学药物的拉曼信息的匹配程度，判断抗疲劳类保健品中是否非法添加了化学药物。采用这种方法对北京公安在市场上抽样送检的上百种保健品进行了测试，检测的准确性大于95%，这表明拉曼光谱方法可用于快速筛查抗疲劳类保健品中是否非法添加药物。

采用衰减全反射红外光谱（ATR-FTIR）技术，研究了固相葡萄糖的结构。实验发现: 固相葡萄糖同时存在着 O-H 伸缩振动模式（νOH），CH2 不对称伸缩振动模式（νasCH2），CH2 对称伸缩振动模式（νsCH2），CH2 变角振动模式（δCH2），C-O伸缩振动模式（νC-O），O-H 面内弯曲振动模式（δOH），葡萄糖环振动模式（νⅠ）和葡萄糖环呼吸振动模式（νⅢ）等。采用二维红外光谱（2D-IR）技术，研究了固相葡萄糖 νⅠ型 和 νⅢ型。实验发现: 固相葡萄糖存在着 α-D-(+)-吡喃葡萄糖及 β-D-(+)-吡喃葡萄糖两种异构体，并进一步来研究温度变化对于固相葡萄糖异构体结构的影响。

为了获取准确的粉体材料红外辐射特性参数，本文对Al2O3粉体材料的红外辐射特性进行了以下研究：对粉末样品进行积分球反射率和透射率的测量试验，利用三热流近似法求解辐射传输方程，结合粒子群算法（PSO）反演粉末的散射系数和吸收系数。Al2O3粉体材料的辐射特性研究结果显示,在4-7 μm波段散射系数和吸收系数均随波长和厚度的增加而减小，且粉末层厚度越小，粒子散射越强烈。该方法适用于获取常温下各种粉体材料的辐射特性参数，并分析粉体材料的辐射特性参数及其与厚度等因素的关系。

远程痕量检测技术在公共安全、环境监测、军事战争等领域具有重要的应用前景。拉曼光谱作为一种分子散射光谱,具有指纹识别、无损检测等优势,在远程痕量检测中前景广阔。本文综述了远程增强拉曼光谱技术及其应用。首先,从发展历程、关键技术和技术联用等角度综合分析了远程拉曼光谱检测系统;其次,简要介绍了近场增强拉曼光谱的原理及典型增强衬底,并分析了远程增强拉曼光谱技术可能的实现途径;最后,分类介绍了远程增强拉曼光谱技术在众多领域的应用及展望。

   本文理论分析了纤锌矿GaN-基阶梯量子阱中的电子-界面光学声子散射性质。阶梯量子阱中的解析的界面声子态及Fröhlich电子-声子相互作用哈密顿被导出了。在考虑强内建电场效应及能带的非抛物性特性的情况下，阶梯量子阱结构精确解析的电子本征态也被给出了。以一个四层纤锌矿AlN-基阶梯量子阱为例进行了数值计算。结果发现，系统中存在四支界面光学声子模，这一观察明显不同于对称的GaN/AlN单量子阱与双量子阱的情况。这一差异被归结为阶梯量子结构的非对称性。GaN-基阶梯量子阱中的子带内散射率与子带间散射率比GaAs-基阶梯量子阱的结果大一个数量级，这被归因于GaN-基晶体大的电子-声子耦合常数。GaN-基阶梯量子阱的子带内散射率表现出与GaAs-基体系类似的结构参数依赖关系，但两类体系的子带间散射率对阶梯量子阱结构参数依赖则明显不同，这被归结为GaN-基阶梯量子阱结构中强的内建电场效应及带的非抛物性。结果还表明，高频界面声子模相对于低频界面声子模，对散射率的贡献更大。

  本文采用湿化学方法制备具有表面增强拉曼散射活性的氧化石墨烯负载纳米金溶胶：通过以柠檬酸三钠为还原剂，在没有稳定剂、温和的液相反应条件下，同时还原氯金酸和深度氧化的石墨烯，原位制备氧化石墨烯负载金纳米颗粒复合物。利用紫外可见分光光度计、激光粒度分析仪、傅里叶变换红外吸收光谱仪、透射电子显微镜对所制得的氧化石墨烯负载金纳米颗粒复合物进行了表征和分析，并且采用拉曼光谱研究其作为增强试剂的性能。结果表明:所得溶胶在波长为540 nm左右存在较强的吸收峰，粒径分布在50 nm附近范围内；生成的金纳米粒子的大小及其分布受氯金酸用量的影响，并且粒径分布均匀，金纳米颗粒的平均尺寸为20 nm, 大量金纳米颗粒均匀地附着在氧化石墨烯的片层之间；氧化石墨烯的含氧官能团大幅降低，氧化石墨烯表面基团大部分被还原；以R6G为探针分子验证其拉曼增强效应，在浓度低至10 nmol/L时依然具有较强的拉曼信号，增强因子达到2.4×105。所以高分散性、高稳定性的氧化石墨烯负载金颗粒溶胶，可作为SERS活性基底（增强试剂），用于快速检测。

在 303~393 K 温度范围内，采用变温傅里叶变换衰减全反射红外光谱（ATR-FTIR）技术，研究了乳胶的分子结构。实验发现: 在 3500~600 cm^-1 的频率范围内，乳胶主要存在着 C-H 伸缩振动模式（ν_C-H）、C=C 双键伸缩振动模式（ν_C=C）、CH2 弯曲振动模式（δ_CH2）、CH3 弯曲振动模式（δ_CH3）和双键上 C-H 面外摇摆振动模式（ω_C-H）等五种。本文主要以乳胶 ω_C-H 为研究对象，进一步开展相关二维红外光谱的研究，考查温度对于乳胶分子结构的影响。研究发现：乳胶 ω_C-H 在  837 cm^-1 和 841 cm^-1频率处有红外吸收峰，而随着测定温度的升高，乳胶 ω_C-H  红外吸收强度的变化快慢顺序为：837 cm^-1 > 841 cm^-1。此项研究拓展了 ATR-FTIR 技术在乳胶热变性方面的研究范围。

本文报道了一种利用聚偏二氟乙烯（Polyviny Lidene Fluoride,PVDF）微孔滤膜为载体的三聚氰胺(Melamine, MAM)的简便快速痕量分析技术。通过柠檬酸钠还原法制得平均粒径为30 nm的纳米金溶胶，加入不同浓度的三聚氰胺后金纳米粒子快速聚集，这种纳米金聚集体可以通过简便快捷的过滤技术截留在PVDF微孔滤膜表面，进而用于SERS检测，在水溶液中最低检测浓度为0.05 mg/L。我们进一步在牛奶样品中进行检测，在牛奶中检测限可以达到1 mg/L，满足大部分国家规定的婴儿配方食品中三聚氰胺的限量值为1mg/Kg的参考标准。该分析方法制备过程简单、成本低廉、总分析时间短，易于实现现场快速灵敏检测，应用前景广阔。

近几年，文件检验类案件数量呈增长趋势，而在篡改文件和书写时间的检验过程中，经常涉及对黑色签字笔油墨的鉴定。为了为广大文件检验工作者在日常工作中遇到涉及黑色签字笔油墨的案件鉴定提供思路,也为普通老百姓在日常生活中使用黑色签字笔时提出注意事项。本研究采用拉曼光谱技术对常见的62 支国产黑色签字笔和42 支进口黑色签字笔进行比较分析。结果表明：采用785 nm的激发光和532 nm的激发光对104 支黑色签字笔进行拉曼光谱检验，可以得到不同品牌型号黑色签字笔油墨的拉曼光谱图；根据特征拉曼峰的不同，62 支国产黑色签字笔被分为3 类，42 支进口黑色签字笔被分为10 类，每种黑色签字笔的特征谱峰出现位置的重复性好。大多数国产黑色签字笔油墨都含碳，很难得到良好的区分，而大多数进口黑色签字笔油墨为染料，较容易进行区分。

基于离散偶极近似理论，模拟分析了四种不同钴纳米结构的光学性质，具体讨论了钴单质半径、钴金合金材料的组分、钴金核壳结构中的内核大小及壳厚度、钴空心球的尺寸及空球壳厚度等参数对其消光光谱的影响。结果表明，半径50 nm的钴颗粒水溶液消光效率最大，且散射强度优于吸收；中空钴球相比实心颗粒消光谱红移，内半径40 nm、壳厚5 nm的空心钴纳米结构在可见光区域的消光效率最高；半径50 nm、钴金原子成分比值为1的合金颗粒在可见光区域具有较宽的散射光谱；随钴金核壳结构中核壳尺寸的增大，消光谱都由显示有两个峰位的波形演化为一个半高宽较大的波形，颗粒特性受核壳金属的共同作用。这些结果可以为其在太阳能领域等应用中的结构参数选择提供参考和借鉴。

利用离散偶极子近似法分析了一种随机取向旋转椭球体沙尘气溶胶粒子模型在尺度参数变化范围为0.1～23时(波长0.55 μm对应有效半径为0.01～2 μm)的光学特性，研究了沙尘粒子非球形性程度对其光学特性的影响，并考察了非球形粒子的随机取向能否用等体积球体来代替。就随机取向单分散和多分散旋转椭球体沙尘气溶胶而言，粒子非球形特征越明显，消光效率因子、不对称因子和单次散射反照率基本上偏离其等体积球体越大；对于相同的非球形，不对称因子偏离其等体积球体的相对偏差要比消光效率因子和单次散射反照率要大。非球形粒子的随机取向并不能使其光学特性严格等效为其等体积球体的光学特性。如果粒子形状偏离球体较小，则非球形粒子的随机取向的平均效果能使其消光效率因子、不对称因子和单次散射反照率近似用等体积球体的对应光学参量来等效；而如果粒子形状偏离球形较大，仅有单次散射反照率可以近似用等体积球体的单次散射反照率来等效，例如，轴半径比为16的旋转椭球体沙尘粒子的单次散射反照率偏离其等体积球体仅在3%以内。

本文研制了一种光纤耦合湿敏监测装置，此装置采用MEMS微位移传感器来进行湿敏微腔耦合位置的辅助校准，再用光强传感器对耦合输出的光波进行湿度感测和量化。这种基于MEMS位移传感器的耦合位置校准方法与现有的校准平台相比，无需外加太多繁琐、庞大的仪器装置，就可获得精准又便捷的校准效果。另外在传感系统后端可进行可编程控制程序开发，用加载的数据采集卡来实现湿度敏感单元敏感量的采集与显示。

本文利用装备有衰减全反射附件的红外光谱仪对62种不同产地、不同品牌的复印纸进行检验，建立了纤维素和无机填料峰面积的比值作为区分鉴别复印纸的新方法，区分度达到了91.96%，达到了无损、快速、准确检验区分的目的。

利用显微镜、扫描电镜和激光拉曼光谱技术对库木吐喇石窟壁画铅颜料进行分析，结果显示棕黑色颜料是二氧化铅和铅丹，橘红色和棕红色颜料是铅丹。采用拉曼光谱检测铅颜料，选择恰当的激光波长和检测功率是获取准确分析结果的关键，较长的激光波长和低的功率能确保铅颜料稳定。研究还发现了石窟壁画颜料铅丹的变色现象。

实验用一种新的化学方法合成了a/b(横纵比)1.6的椭球形非球形粒子，且以这种粒子为介质，通过油雾机在烟雾箱里产生不同浓度的非球形粒子，在均匀条件下分别以不同波长的激光(532 nm,671 nm)为入射光，透过衰减片、偏振片和1/4波片，并以旋转偏振片的方式使入射光变为0°，45°和左旋偏振光。分别以波长，入射角，非球形介质体积浓度为变量，研究偏振度(DOP)、偏振角(AOP)和光强(I)的变化情况，得到了偏振传输特性的变化规律以及保偏性能的优劣，对非球形介质的偏振传输特性的研究提供了数据和理论支持。

基于X射线激光脉冲短、单色性好、能量高而且相干程度高的优点，本文从理论上提出X射线激光干涉用于对晶体结构及缺陷的测量。 由于X射线激光波长量级为10^-10 m，因此可实现高精密测量。此外，本文给出了X射线激光测量晶体的装置、缺陷晶体的测量模型和晶体参量的测量模型。

电工胶带是犯罪现场常见的物证，对电工胶带的检验鉴定不仅能为侦查提供方向，还为刑事诉讼提供证据。光学相干层析技术（optical coherence tomography, OCT）是20世纪90年代出现的光学成像检验技术，具有无损、高分辨率、断层成像等特点。利用OCT技术对12种不同品牌、不同颜色的电工胶带进行检验，得到其二维OCT图像以及光学特征参数。结果表明，OCT技术可以有效区分不同的电工胶带。OCT为电工胶带的检验提供了一种新的方法，较传统检验方法，OCT无需对样品进行切片处理，操作便捷，成像速度快，提高了检验人员的效率。

采用显微拉曼光谱技术研究水盐摩尔比(WSR)为4.0~160.0的硝酸钙溶液中的缔合物种分布情况及物种间的转换关系。研究表明当WSR从160.0降低到4.0时溶液中硝酸根离子的对称伸缩振动频率（v1-NO3-）从1048.3 cm-1蓝移至1052.9 cm-1, 半峰高宽(FWHM)从7.6 cm-1增大到15.3 cm-1。采用组分分析方法对v1-NO3-峰分析得出，WSR≥16.3时为第一浓度区域，主要物种为溶剂共享离子对(Shared ion pair, SIP)，次要物种为接触离子对(Contact ion pair, CIP)和自由水合离子(Free hydrated ion, Free ion),且WSR=16.3时，SIP和CIP的量相等；当8.4≤WSR＜16.3时为第二浓度区域，主要物种为CIP，复杂离子簇(Complex ion cluster, Complex)的量快速增加；当WSR＜8.4时为第三浓度区域，主要物种为Complex，CIP和SIP的量快速下降；WSR<4时，由曲线拟合得出溶液中CIP和SIP均逐渐转换为Complex，Complex的量趋近于1。硝酸钙溶液过饱和度越高，结晶越困难，溶液的结构构型与四水硝酸钙熔融盐结构相似，即推测出过饱和硝酸钙溶液(1≦WSR≦4，没有新相生成)的结构构型是单齿六配位。

非弹性光散射中两个最具有代表性的现象就是拉曼散射和布里渊散射,它们分别以印度科学家拉曼(C. V. Raman)和法裔美籍科学家布里渊(L. Brillouin)的名字命名的。人们对前者的认知远比后者多(包括相应的散射现象的理解和认识)。为此,本文将对L.布里渊及以他名字命名的布里渊散射做详细的介绍和阐述。

液体活检作为新兴的癌症无损检测技术，具有最小侵入性和可重复采样的优势，可以实时监测肿瘤的发生和复发，并评估预后和治疗反应。近年来，基于生物流体的表面增强拉曼光谱（Surface-enhanced Raman scattering, SERS）检测技术因其快速、廉价、高检测灵敏度和特异性等特点，表现出巨大的临床诊断应用潜力。本文首先简要介绍了SERS光谱技术的机理与优势，综述了采用非标记与标签SERS技术在体液诊断分析的应用进展，其中包括本课题组针对血液、尿液、唾液开展的最新相关研究工作，最后分析讨论SERS 光谱技术在液体活检领域的发展前景。

精准的诊断以及分析癌细胞死亡过程中复杂基因组DNA损伤，对肿瘤的治疗至关重要, 但是仍然面临着重要的挑战。本研究设计了尺寸均一的等离子体金纳米向日葵，该纳米结构主要是通过修饰多肽的金纳米粒子静电组装的方法制备，形成热点结构丰富的SERS基底，用于捕获基因组DNA，实现高灵敏度基因组中DNA的SERS检测。我们的研究发现在恒压1.2 V刺激5 min的条件下，癌细胞比正常细胞更容易死亡。通过SERS光谱分析，我们可以看出，在电刺激癌细胞凋亡过程中， 基因组中DNA的双链断裂，且腺嘌呤的缺失，这些加速了癌细胞的死亡过程，进而影响DNA的复制和转录。我们开发的传感平台对研究基因相关的疾病提供了重要的应用价值。

为提高表面增强拉曼散射（Surface-enhanced Raman scattering,SERS）基底的性能，本文采用银纳米线基底，基于有限元分析软件优选了银纳米线的衬底以及直径，结果表明当衬底采用金膜时，基底热点电场模值最大，说明具有最佳的增强效果；同时设计研究了不同直径的银纳米线在金衬底上的增强效果，结果表明当半径从10 nm到75 nm时，增强效果呈现先增强后减弱的效果，在银纳米线直径为45 nm时，增强效果最佳。基于上述研究结果制备了金膜-银纳米线基底，将所制备的基底应用于变压器油中糠醛浓度检测，制备的基底对变压器矿物油中糠醛的最小检测下限能达到1.5 mg/L，为实现变压器运行状态监测具有重要的意义。

      通过种子调节法合成了拉长金二十四面体纳米颗粒（ETHH-Au NPs）并将其制备成SERS (surface-enhanced Raman scattering)增强基底进行有害物质的检测。通过扫描电镜(SEM)分析表明 ETHH-Au NPs排列均匀、紧密，有利于形成增强热点结构。以对巯基苯甲酸 (p-mercaptobenzoic acid, PMBA)为探针分子估算ETHH-Au NPs的增强因子，增强因子可达1.05×10⁶。以ETHH-Au NPs为活性基底对水溶液中的结晶紫（CV）和三聚氰胺（Mel）分子进行检测，检测下限分别低至1.0×10^-10 M和1.0×10^-8 M，表明ETHH-Au NPs是一种普适、理想的SERS 活性基底。

   振动光谱可以提供分子的振动信息，对于聚合物分子链的构象和链间的相互作用非常敏感。分子振动光谱成像作为一种原位无损检测技术，广泛应用于聚合物共混体系结晶、相态分布、界面扩散等性质的研究。本文综述了拉曼（Raman）光谱和红外（IR）光谱成像技术以及其衍生的具有高空间分辨率的红外-原子力联用技术（IR-AFM）、拉曼-原子力联用技术（Raman-AFM）以及针尖增强拉曼光谱技术（TERS）在聚合物共混体系研究中的最新应用进展，以探索并扩展振动光谱成像技术在高分子领域中的应用。

   利用显微镜、激光拉曼光谱和扫描电子显微镜对成都武侯祠彩绘泥塑颜料进行了分析。结果表明：颜料有红色朱砂、赭石、铅丹，蓝色颜料为酞菁蓝和群青，绿色颜料是酞菁绿，黄色颜料为密陀僧，白色颜料钛白，黑色颜料是炭黑。研究发现合成有机颜料酞菁蓝和酞菁绿作为彩绘颜料使用，颜料分析结果为文物的保护修复和修复材料选择提供了科学数据。

      石墨烯作为一种单层碳原子厚度的二维材料，其在可见光和近红外波段的吸收率只有2.3%。这大大限制了其在太阳能电池、光电探测等领域的应用。本文提出一种金属-介质组成的周期纳米结构，利用纳米结构中激发的磁激元共振（Magentic Polaritons，“MP”）效应，实现了石墨烯在近红外波段的吸收增强。利用有限元法的理论仿真，系统研究了纳米结构参数对石墨烯吸收特性的影响。结果表明，在特定结构参数下，能使石墨烯的吸收率增大16倍左右。利用Inductor-Capacitor(LC)电路模型成功解释了石墨烯的吸收增强的物理机制，预测了复合系统的磁激元共振峰波长，发现石墨烯的存在不影响磁激元共振峰的位置。文中提出的纳米结构在加工上易于实现，研究结果将在基于石墨烯的新型光电子器件的设计和实现方面有潜在应用价值。

本文首次利用傅里叶变换红外光谱仪测定了四种松树（赤松、黄山松、马尾松、雪松）松针的红外光谱图。 通过光谱图的分析，四种松树松针的红外光谱十分相似，但波数在1382 ～ 1255 cm- ¹ 、1050 ～ 607 cm^{- 1} 区间的红外光谱图形状不同,马尾松和黄山松分别在波数为1320 cm^-1和778 cm^-1 附近独有特征峰存在。从光谱图的峰形和峰位来看，赤松和马尾松的光谱图更为相似，黄山松和雪松的光谱图更为相似，说明赤松和马尾松之间的成分更为接近，黄山松和雪松之间的成分更为接近。根据光谱图对四种松树松针所含的化学成分分析, 推断出它们可能含有多糖、氨基酸、烷烃类、生物碱、三萜类化合物、豆甾醇、木质素、纤维素及其挥发油等化学成分，其中黄山松和雪松松针所含的化学成分都比赤松和马尾松松针的多，且黄山松松针中所含其化学成分最多，而马尾松松针所含其化学成分最少。其结论可为今后松树的鉴别和开发利用提供科学依据。