神经递质是人体内一类在细胞间传递信号并调节认知、行为、记忆或精神等生理功能的分子,对其进行检测可以为相关疾病的诊断与治疗提供帮助,并促进神经活动机制的理解。本论文提出了基于表面增强拉曼散射（SERS）技术的神经递质检测新方法,并结合微流控芯片构建了高灵敏的SERS检测芯片,可应用于临床血液样本中神经递质的检测分析和动态监测。主要研究成果包括:提出了一种DNA辅助的拉链状金属二聚体纳米结构的新制备方法,其粒子间距在亚纳米范围可控。利用DNA互补结合作用力和纳米粒子间静电斥力间的平衡来获得超窄纳米间距的拉链状金属二聚体纳米结构。与传统DNA诱导生成的金属二聚体结构不同,该纳米结构利用了DNA反式互补,可进一步减小粒子间距至亚纳米水平,从而显著提高电磁场增强效果和SERS可重复性,实现高准确、高灵敏的SERS检测。此外,通过改变DNA链的参数和表面电荷可以实现对粒子间距从亚纳米到数纳米的可控调谐。构建了一种用于神经递质多巴胺检测的高灵敏SERS检测芯片。该芯片利用核酸适配体修饰的SERS探针在芯片通道中形成的拉链状金属纳米二聚体作为SERS检测单元。当目标检测物中存在多巴胺时,多巴胺将与其核酸适配体发生特异性结合而导致SERS探针脱离。因此,该芯片可通过检测SERS信号强度的下降而实现对多巴胺浓度的检测。实验结果表明,该芯片可大幅度提高检测灵敏度,实现对临床血液样本中多巴胺含量的快速测定。引入微流控三维细胞培养单元后,该芯片还可实现对神经元分泌多巴胺过程的动态监测。发现了一种乙酰胆碱对其它拉曼报告分子SERS信号的调控效应,基于该效应构建了一种针对乙酰胆碱检测的高灵敏SERS检测芯片。同时,可通过调节探针分子的浓度和种类实现对乙酰胆碱浓度检测动态范围的调节。此外,我们利用该芯片实现了外界刺激和药物作用下,神经元细胞分泌乙酰胆碱的动态响应过程,对于体外药物筛选和药效评估具有重要的应用价值。