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利用水热法制备了TiO_2纳米棒(TiO_2 nanorods,TiO_2 NRs),构建了一种TiO_2 NRs非金属表面增强拉曼光谱(Surface-enhanced Raman spectroscopy,SERS)生物传感器,以酞菁铜(Copper (Ⅱ) phthalocyanine,CuPc)为吸附分子,开发的TiO_2 NRsSERS生物传感器具有显著的拉曼活性。通过实验数据和理论计算,发现CuPc分子显著的SERS增强(增强因子(Enhancement factor,EF)=3.18×10~8)源于电荷转移的化学增强(Chemical mechanism,CM)机理。利用TiO_2NRs纳米阵列上CuPc的显著拉曼响应以及对端粒G-四连体的特异性识别,TiO_2 NRs作为SERS基底,成功实现了对端粒酶活性的灵敏的定量检测,检测限低至2.85×10~(-16) IU/L。利用此SERS传感器的高选择性和高灵敏度等分析性能,测了定Hela细胞中端粒酶活性并确定其细胞数量,表明本方法为检测Hela等细胞中端粒酶活性的有效方式。本研究不仅为基于CM的半导体SERS增强机理研究奠定了基础,也为临床诊断中的相关物质检测和细胞生物医学分析开辟了新途径。