Рамановская спектроскопия становится все более привлекательным диагностическим методом, поскольку этот быстрый и высокоспецифичный анализ не требует большого количества образца и является недеструктивным. За последнее время появилось много улучшенных вариаций этого метода, в том числе и SERS, позволяющий существенно повысить чувствительность. Использование золотых или серебряных наночастиц в качестве SERS субстрата помогает увеличить Рамановский сигнал аналита, и таким образом, детектировать особо низкие концентрации. Этот подход особо актуален при определении наркотических препаратов, которые зачастую находятся в следовых количествах в напитках, на ткани или коже. Такой метод отлично справляется с идентификацией кокаина, героина, метамфетамина и других наркотических препаратов.

Быстрое и точное обнаружение взрывчатых веществ является основной задачей правоохранительных органов. Портативные рентгеновские анализаторы уже много лет являются популярным методом диагностики, но имеют определенные ограничения. Например, они абсолютно неэффективны при идентификации неизвестного соединения. На их фоне Рамановские анализаторы занимают более выигрышную позицию, поскольку они способны детектировать огромное количество потенциально опасных взрывчатых веществ (тринитротолуол, нитрат аммония, циклонит) по уникальному спектру «отпечатков пальцев». Помимо этого, по Рамановским спектрам можно идентифицировать прекурсоры взрывчатых смесей. Этот метод также является бесконтактным и отлично справляется с диагностикой даже через упаковочный материал.

Биологические образцы, оставленные на месте преступления, являются бесценным материалом для следственных органов. Кровь, моча, пот, слюна – все это является источником ДНК доказательств. Чаще всего при проведении судебной экспертизы используются классические биохимические методы, однако все они деструктивные и могут быть неточными. Рамановская спектроскопия находит применение в разных областях криминалистических исследований. Этот метод позволяет проводить качественный и количественный анализ биологических жидкостей, исследовать состав отпечатков пальцев и даже определять пол, этническую принадлежность и статус здоровья. Несмотря на то, что многие образцы находятся в высушенном виде на поверхности пола или ковров, портативный уровень оборудования отлично справляется с диагностикой.

Рамановская спектроскопия, в частности SERS, является мощным методом диагностики в сфере пищевой безопасности. Этот single molecule метод анализа позволяет быстро и точно определить наличие химических токсинов, лекарственных препаратов, микотоксинов или других биологических патогенов в продуктах питания. Существует много подходов при создании SERS биосенсоров для определения токсических веществ. Это может быть прямая детекция аналита на SERS субстратах по спектрам «отпечатков пальцев». Однако в случае объектов биологической природы наиболее эффективно работают сенсоры, использующие агенты узнавания, например, меченые антитела или аптамеры. Такой подход является не менее чувствительным и более специфичным.