通常认为电磁场增强对SERS效应作出了主要贡献[4,5]。当光照射贵金属纳米颗粒时，颗粒表面的电子会产生集体振荡，这种现象称为表面等离子体共振（surfaceplasmonresonance，SPR）[6]。当入射光频率和等离子体固有频率一致时，产生共振，金属纳米颗粒会辐射出一与入射光电场相干的偶极场。这个过程会导致局部场的重新分布，并使纳米颗粒周围某个区域的电磁场显著增强，这些区域称为“热点”（hotspot）。处在热点区域里或附近的分子受到的入射光强度会大大增加。散射光信号会以同样的方式被进一步放大，使得最终获得的拉曼信号显著增强。电磁场增强对所有类型的分子都是有效的，因此是非选择性的。这种增强对距离非常敏感，只有吸附在金属表面或离表面非常近的分子才会受到显著增强[7]。

电磁场增强理论并不能完全解释SERS效应，比如不同的物质分子在同一个基底表面上的增强效应有很大的不同[1]。因此研究者们提出了CE理论，可以使拉曼信号增强1-2个数量级[8]。CE指化学吸附的分子和金属表面的相互作用，主要有两种解释方式。一种解释是分子和表面的作用产生了新的电荷转移中间介质，它们拥有更大的拉曼散射截面(crosssection)[9]。另一种解释是，当化学吸附的分子的最低未占据分子轨道（lowestunoccupiedmolecularorbital,LUMO）和最高占据分子轨道(highestoccupiedmolecularorbital,LUMO)对称地分布于金属表面费米(Fermi)能级两侧时，那么金属就可以充当电荷转移中间介质，只需要一半的激发能量就能实现电荷在LUMO和LUMO之间的转移[10]。

概括来说，表面电磁场增强强调纳米基底的作用，其产生的电磁场的强弱取决于纳米基底固有的性质，如材料类型、大小、形状[11]。而化学增强是通过改变吸附在金属表面的分子的散射截面实现的，因此，增强程度取决于分子本身的化学性质[5]。1997年，Nie[12]和Kneipp[13]分别独立报道了用单分子表面增强拉曼散射检测银胶体溶液中染料分子。在单分子检测中，总的拉曼信号增强接近14个数量级[14,15]。如此高的灵敏度为将来研究SERS探针打下了良好的

1.3表面增强拉曼探针

表面增强拉曼探针（SERStags）即应用SERS技术设计的纳米探针，主要包括金属基底（metallicsubstrate）和特定的拉曼活性分子(Ramanreporter)两部分，有些探针还包括保护外壳（protectionshell）和靶向分子（targetingmolecule）。SERS探针能够产生很强的特征拉曼信号，可以借助激光拉曼谱或SERS显微镜间接地检测目标分子，具有和外源发色团如荧光染料（fluorescencedyes）、量子点（quantumdots,QDs）类似的光学标记功能。但是，这种探针拥有SERS技术超灵敏、多指标、定量的优势，而且非常适合用于生物分析。

1.3.1 表面增强拉曼探针的组成

SERS探针主要由金属基底和拉曼活性分子组成。一定程度上两者可以独立选择，但必须保证吸附分子的拉曼信号能够通过基底的等离子体共振而被放大。

新型、高效的活性基底的研究一直是SERS领域研究的一个热点[1]。好的SERS基底能够发生强的等离子体共振，使分子拉曼信号能得到显著的增强。值得注意的是，有些基底表面能够提供相对一致的增强系数，而另一些在表面不同位置的差异很大。后者在局部区域的增强非常大，尤其适合于单分子检测，而前者在应用中的重复性更好。另外，基底的等离子体共振的强弱随激发光波长的变化而变化，因此好的SERS基底必须在特定的激发波长范围内表现出良好的增强性能。大多数SERS基底要求在可见/近红外（visible/near-infrared）范围（~400-1000nm）内工作，而用于生物领域的则通常在近红外波段（~650-900nm）工作，因为组织对该波段光的吸收系数要比可见光低近两个数量级[16]。 缝隙增强拉曼探针的制备及其光稳定性测试(3):http://www.youerw.com/cailiao/lunwen_205152.html