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近年来,随着人类社会的快速发展,人们的生活节奏日益加快,自然环境被一定程度破坏,导致罹患癌症的人数持续增加。因此,对于癌症的及早诊断和治疗显得尤为重要。据此,开发高灵敏度和高特异性的免疫检测技术,高效识别癌症病患血液中特异性表达的肿瘤标志物已成为癌症诊疗领域的研究热点之一。其中,表面增强拉曼散射（Surface-Enhanced Raman Scattering,SERS）技术以其独特的指纹识别能力、单分子级别的灵敏度以及能够实现原位无损检测等优势,受到研究者的广泛关注。通常,精确检测结果的获得显著依赖于SERS活性贵金属纳米材料的可控制备。然而,具有良好光学特性的纳米材料制备工艺的复杂性和稳定性严重制约了其临床应用的实现。通过引入具有光催化活性的半导体材料来构建具有自清洁能力的复合SERS基底,不仅可以实现对贵金属纳米材料的可重复利用,也有利于实现对肿瘤标志物的循环免疫检测,已成为一种有效的解决方案。因此,我们通过设计构建Fe3O4、TiO2和贵金属多功能复合纳米材料,系统研究其结构依赖的催化和SERS活性并进行优化,实现了对前列腺肿瘤标志物（Prostate Specific Antigen,PSA）的高灵敏定量可循环免疫测定。主要内容归纳如下:1.基于Fe3O4@TiO2@Ag复合纳米颗粒的PSA无标记循环免疫检测首先,采用溶胶-凝胶法和水热法成功制备出Fe3O4@TiO2@Ag复合纳米颗粒,采用扫描电镜、透射电镜、能谱、吸收光谱等对其表面形貌、内部结构、组分等进行了系统研究。其次,建立了TiO2壳层厚度和Ag涂覆密度与纳米颗粒光催化和SERS性能之间的相互关系,揭示了Ag对TiO2光催化效率的显著增强是由于二者交界面处肖特基势垒的形成对光生电子空穴对复合的有效抑制。此外,通过施加外界磁场引起Fe3O4@TiO2@Ag复合纳米颗粒的聚集,可以获得增强的局域电磁场,在TiO2中激发更多的热电子,进一步提升其光催化效率。最后,采用优化获得的Fe3O4@TiO2@Ag复合纳米颗粒对多个血清样品中的PSA进行定量无标记循环免疫测定。通过对光催化前后的免疫检测结构进行光电子能谱（X-ray Photoelectron Spectroscopy,XPS）分析比对,证实Fe3O4@TiO2@Ag复合纳米颗粒可以成功催化降解PSA。此外,采用上述SERS基循环免疫检测技术所获得的结果与化学发光免疫法（Chemiluminescence Immunoassay,CLIA）吻合度较高,显示出其较好的临床应用前景。2.基于Fe3O4@TiO2@Au复合纳米颗粒和镀Ag砂纸的PSA标记循环免疫检测首先,通过水热和静电吸附法成功制备出Fe3O4@TiO2@Au复合纳米颗粒,建立了Au链接密度与纳米颗粒光催化和SERS性能之间的相互关系,采用优化获得的复合纳米颗粒作为免疫探针。同时,采用磁控溅射法制备镀Ag砂纸,探索了其SERS性能与砂纸目数之间的相互关系,并采用优化获得的镀Ag砂纸作为免疫基底对4MBA进行检测,其检测极限达到0.014 m M。并且,以检测浓度为10-7g/m L PSA为例,采用优化后的免疫探针和基底构建“三明治”免疫结构,发现在六次循环后SERS强度仍能维持于80%以上,从而揭示了肿瘤标志物循环免疫检测的可行性。最后,基于该“三明治”免疫结构对不同浓度的PSA进行定量循环免疫测定,其检测极限可低至1.871 pg/m L。