食品及水源安全问题一直是国内外持续关注的热点话题,加强食品污染问题的重视力度和研究深度,有利于保障国民身体素质健康及社会的长治久安。食品污染物种类多、危害大,其中,重金属残留呈现出污染范围广、富集性强、人体危害大等现象,已然成为当前最为严峻的问题之一。重金属检测是防范污染食品市场流通的重要途径之一,然而传统检测方法存在预处理繁琐、检测周期长、检测成本高等问题亟待解决。因此,为了进一步降低食品重金属污染隐患、提升品质,人们迫切需要开发一种可用于重金属残留物现场快速及微痕量检测的技术或方法。表面增强拉曼光谱（SERS）技术是一种具有超高灵敏度的指纹光谱检测方法,其光谱数据中包含了丰富的物质特征信息,具有检测快速性、高灵敏度、低背景干扰、快速无损检测及设备小型化等诸多优点。近年来,SERS技术在诸多领域应用中被报道,已成为微痕量、快速检测的重要手段之一;且在重金属检测方面也同样具有快速检测的优势,但当前基于SERS技术在重金属离子检测中仍存在着选择性差、检出限高、检测范围窄等问题亟需解决和优化;其中,以贵金属纳米粒子及粗糙表面组成的SERS活性基底是引起表面等离子体共振现象从而产生拉曼增强效应的关键,活性基底的制备也成为SERS技术高效应用的关键技术。本论文从水中重金属污染出发,以溶胶态活性基底及具有阵列结构的固体表面活性基底的制备、优化、改性及其在重金属离子溶液中的定量检测应用为主要内容,分三部分进行论述。首先,介绍了重金属中污染及危害最为严重的砷、铅、镉、汞四种污染物的来源及危害,概述了常用重金属检测技术的优势与不足;并详细阐述了表面增强拉曼光谱技术的拉曼散射原理及其增强机理,SERS技术在食品安全及重金属检测中的应用,以及常见的表面增强拉曼活性基底种类、制备方法与应用前景。其次,重点研究了一种改性溶胶态活性基底的制备及优化,并考察了基底的SERS活性及对重金属离子的定量检测能力。对制备条件进行了详细探究,优化了反应物摩尔比、时间及pH值改善金溶胶SERS活性。对制备的金溶胶粒径均一性、形貌及优化过程进行了表征;以巯基苯甲酸作为内标和探针分子对金溶胶改性,用于重金属离子的吸附检测;对比基底对砷、铅、镉、汞离子的拉曼光谱信号差异以探究其选择性和区分判别能力;对重金属离子进行浓度梯度拉曼检测,探究其定量分析能力。得出结论:在MR=2、t=18min及pH=4条件下,制备的改性金纳米溶胶活性基底具有最好的SERS增强效果;基底对重金属离子砷、铅、汞的检出限最低可达到0.1mg/L（镉为0.5mg/L）,并在0.5-100mg/L内峰强-浓度呈良好的线性关系,具有定量分析的能力;且对砷、镉、铅和汞离子在特征峰处附近存在波数差异,具备一定的区分能力。对实际水样进行了Pb²⁺的加标回收实验,得到了满意的检测结果。溶胶态活性基底的制备及改性过程简单易操作、成本低、增强效果好,对微量重金属离子具有良好的快速定量检测能力,值得进一步的深入研究。最后,进一步研究了一种具有较高增强效果、稳定性及柔性的改性固体表面活性基底的制备,考察了基底对重金属离子的检测能力。详细探究了基底的阵列结构衬底的制备、金包覆衬底及改性过程,利用表面自组装和模板转印方法制备了具有周期性阵列结构的PDMS衬底,通过化学沉积将金纳米粒子包覆于衬底结构表面,以巯基异烟酸作为内标和探针分子对基底表面改性,用于对重金属离子的检测。对自组装阵列结构、衬底及基底形貌进行表征,考察旋涂速度和沉积时间对衬底阵列结构的影响;并考察了基底的增强效果及对重金属离子的响应能力。得出结论:所制备的具有阵列结构的改性固体表面活性基底具有良好的增强效果,对于砷、铅、镉、汞四种重金属离子的检出限最低达0.01mg/L,利用特征峰数量和峰值强度比变化趋势可实现部分区分;基底对四种重金属离子在0.01-10mg/L浓度梯度下的拉曼光谱中,特征峰强度与浓度对数值呈良好的线性关系,具有一定的定量分析能力。固体表面活性基底的制备成本低、稳定性好、检出限低且可实现较大规模生产,不论是在微痕量污染物快速检测还是重金属检测方面都具有广泛的发展前景和价值。本论文通过制备两种改性活性基底用于重金属离子的快速定量检测研究,结合两种基底的检测结果实现了对砷、铅、镉、汞四种重金属离子的区分和定量检测,取得了较好的实验结果,这有利于后期工作中建立一套更完善的可用于现场快速、高灵敏检测食品中重金属残留物的方法。