表面拉曼增强散射（SERS）作为一种高灵敏的检测工具,具有快速,无创且精准度高的特点,检测限可达到单分子水平,已经广泛应用于国防安全、医药科学、生命科学、食品安全和环境保护等领域。SERS有两种增强机制,分为电磁场增强机制（EM）和化学增强机制,目前基于SERS大部分的研究集中在贵金属纳米材料为基底的电磁场增强机制,对电磁场—化学复合增强机制的研究还非常少。纯的碳基材料作为SERS基底的机制为化学增强,但其缺点在于低灵敏度,相对于其它基底其拉曼增强因子很低。不过碳基材料本身的吸附性能和化学稳定性都很优异,通过与其它贵金属纳米材料复合,作为SERS基底的支撑材料,能够得到性能优异的复合SERS基底,这种基底的增强机制既包含了碳基材料的化学增强机制,也包含了贵金属纳米材料的电磁场增强机制,其中电磁场增强机制占主导。要让复合SERS基底得到广泛的应用,需解决三个问题,一是如何让碳基材料实现选择性吸附探针分子,实现特异性检测;二是高比表面积、高电导率和表面易于修饰的碳基材料批量制备以及降低成本的问题;三是如何大幅度改善SERS基底检测灵敏度。本论文中,我们设计了基于小球藻生物碳球（CBCS）为碳材料基底,与贵金属材料银纳米粒子（AgNPs）复合的SERS基底,对其制备的性能进行了研究:搭建了一种网格式的光生物培养架用来培养小球藻,其中每一个网格均为暗室,可以调控每个暗室中的植物组织培养灯,通过控制每一个暗室中光强的大小,光照时间参照武汉夏至昼夜时长,观察其生物量的增长情况,得到适宜小球藻生长光强为3000至4000lux。使用光生物反应器大规模培养出的小球藻用作制备小球藻生物碳球的原材料,设计出效率更高的小球藻扩培工艺流程。通过高温碳化对小球藻生物碳球和空心的小球藻生物碳球进行制备,并对不同温度碳化后小球藻碳球的形貌、导电率以及比表面积进行了探究。通过将制备好的AgNPs组装在小球藻生物碳球表面,制作出了CBCS@AgNPs SERS基底,以R6G为探针分子对基底实施SERS检测,得到了稳定的拉曼信号,最低检测限达到10-12M,而且此基底拥有良好的均一性和可重复性,拉曼特征峰的强度相对偏差值均不超过10%。此外,我们还验证了该复合基底具备小球藻生物碳球的化学增强机制和AgNPs主导的电磁场增强机制,且小球藻生物碳球还可以分隔开入射光与金属材料,能避免探针分子的光催化的同时减缓AgNPs的氧化过程。