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DNA是生物体遗传信息的载体，而四种碱基（腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶、胸腺嘧啶）是DNA的主要组成部分，它们在基因的复制和表达中起着重要的作用。因此，碱基的性质一直是生物和化学领域的重要研究内容之一。近年来，人们试图用各种现代研究手段力求从分子水平来了解与DNA有关的各种生命过程。要获得较好的生物分子的普通拉曼散射谱需要相对较高的浓度，但是大部分生物分子的水溶性极低，而且生物分子样品的分离也较困难，因此生物分子的普通拉曼光谱研究受到了一定的限制。表面增强拉曼散射(SERS)效应的发现为生物分子的研究开辟了一个新领域。SERS技术能够大大提高被分析物质的拉曼散射强度，因此具有很高的灵敏度。目前，SERS已经可以达到单分子检测的灵敏度，并被广泛的应用到诸多领域中。SERS效应的获得基于粗糙的金属表面，因此SERS在任何领域的应用都需要合适的活性基底。本文采用浸渍沉积法制备了Ag/Si-NPA活性基底，并在此基础上对组成DNA的四种碱基进行探测，对各碱基在基底表面的吸附行为进行分析。主要取得以下研究成果:
一、以Ag/Si-NPA为SERS活性基底，对室温下不同浓度的鸟嘌呤(G)，胞嘧啶(C)，胸腺嘧啶(T)进行了SERS探测，确定了Ag/Si-NPA对各种碱基的极限探测浓度。实验表明，Ag/Si-NPA活性基底对这三种碱基的探测分别可达到10-7mol/L，10-9mol/L，10-8mol/L，均接近文献报道的最低浓度，证明了Ag/Si-NPA活性基底对探测DNA碱基的有效性。
二、通过将三种碱基的SERS光谱与其相应粉末样品的普通拉曼光谱进行比较，结合表面选择定则，分析了碱基在基底表面的吸附行为;并通过将各碱基在不同浓度下SERS光谱进行比较，分析了碱基在基底表面的吸附取向随浓度的变化。研究表明，三种碱基在浓度较高时均略微倾斜地吸附在基底表面，但倾斜程度有所不同，同浓度下胸腺嘧啶更趋向于平行吸附;各碱基随着浓度降低，倾斜程度均有所增加，趋向于平行吸附;各碱基均通过氮原子(N)和羰基(C=O)与基底结合。
三、以配对碱基腺嘌呤(A)和胸腺嘧啶(T)为目标分子，对其在Ag/Si-NPA活性基底上的共吸附行为进行研究。实验发现将两种碱基进行同浓度混合，两种碱基的SERS信号强度均远小于同浓度下对它们分别探测的SERS信号强度，而胸腺嘧啶的SERS信号基本消失。这表明腺嘌呤和胸腺嘧啶之间A-T氢键的结合强度要强于与基底的结合，而二者结合成碱基对后是以腺嘌呤一侧与基底吸附。通过将两种碱基错级配置吸附，发现当胸腺嘧啶与腺嘌呤的比例达到100∶1时，两种碱基的SERS信号都可以清晰显示，从而实现了对两种碱基的混合探测。
上述研究结果表明，Ag/Si-NPA活性基底在生物探测领域具有很好的灵敏度，并且制备工艺简单，稳定性好，有望成为实现SERS技术广泛应用的理想活性基底。