海胆状金-银空心结构同时具有高的信号灵敏度（左图）和非常好的信号一致性（右图）
随着科技的发展，对SERS基底的要求是：高灵敏度、高重复性、和高可靠性。为了获得高灵敏度，需要增强每个“热点”的局域电磁场强度。而为了提高重复性和可靠性，需要增加基底表面 “热点”的密度。 “热点”密度的增加虽然对单分子检测的灵敏度的提高没有帮助，但同时对大量分子的整体SERS灵敏度的提高是有作用的。具有纳米结构的金属颗粒是近几年得到迅速发展的一类单颗粒SERS基底。目前报道的有海胆状、肉球状、花状、珊瑚状、树枝状等形貌的金或者银纳米颗粒，其单颗粒的SERS增强因子达到千万级别。
西安交通大学理学院方吉祥教授课题组对这一问题进行了深入的研究，取得了重要进展。近期他们和南洋理工大学以及中科院的研究人员一起合作，制备出了一种空心的金银合金海胆状的纳米颗粒，用这种结构新颖的纳米颗粒作为SERS基底，获得了高灵敏度，高重复性和高探测极限的优异SERS性能。相关结果发表在Advanced Materials上。
表面增强拉曼散射性能和基底的表面结构有着密切的关系，不同颗粒体积、形状、组装结构的金纳米颗粒具有不同的电磁场增强。局域表面电磁场强度和增强因子之间直接相关。当前提升金纳米材料SERS性能的方法有：制备星状/花状金颗粒，或者利用组装的方法使金纳米球组装在一起使颗粒之间具有极小的间距（如1-2nm）等。但是这些方法一般会添加有机物、方法复杂，且拉曼信号的一致性差。提升表面增强拉曼基体的信号一致性的方法有电子束刻蚀、光刻、纳米压印刻蚀等，但得到基底的拉曼检测信号的灵敏度低。为了解决这一需要同时具备高灵敏度和高信号一致性的问题，该课题组使用籽晶生长法，采用比较小的银籽晶（20 nm），并采用左旋多巴作为还原剂，制备出含银量极少的金银合金海胆状空心纳米颗粒，然后利用颗粒在水中干燥时的毛细力作用使其自组装，形成基于海胆状金银合金纳米颗粒的大面积增强因子高、且信号一致性好的表面增强拉曼散射基体。这种表面拉曼增强基体中的由于每个纳米颗粒表面分布着大量密集的针状尖刺，以及相邻颗粒的针刺尖端距离很近，所以这种大面积基底上的SERS“热点”密度很高，而且分布均匀。基于此种结构，该SERS基底获得了同时具有高灵敏度、高重复性和高探测极限的优异SERS性能。此基体有望应用于食品添加剂、水中的污染物等检测的传感器，推动表面增强拉曼散射的实际应用。