快捷灵敏地测定人类的疾病生物标志物具有重大的现实意义。表面增强拉曼光谱（SERS）以其测量迅速、便捷灵敏、经济无损等优势，被广泛用于上述物质的分析测定，而增强基底的制备则是SERS测量过程中最为关键的研究内容。此报告以钛酸钾K2Ti8O17（KTO）为研究对象，通过水热法获得了具有优秀SERS性能的片层状、毛线团状、海胆状KTO纳米材料。通过与贵金属Ag纳米粒子的修饰复合，获得了表面均匀分布Ag纳米粒子的KTO纳米材料，SERS性能获得大幅提升。通过对标准SERS探针和实际环境的测试结果的分析，验证了KTO纳米材料具有的巨大SERS应用潜力，随后利用此复合基底实现了两种癌症标志物的免标记痕量测定，包括血清中10nM浓度的生物标记物叶酸及1uM浓度的肝癌标志物肌酐。最后使用主成分分析（PCA）算法对叶酸和肌酐水溶液和血清数据集进行降维与可视化，使用K近邻（KNN）、支持向量机（SVM）两种模型对血清数据集进行分类识别。