Deze doctoraatsthesis start bij het ontwerp, fabricage en optimalisatie van nano-gestructureerde chips bestaande uit een periodisch patroon van gouden nanodomes. Een collectieve resonantie van elektronen en fotonen aan het oppervlak van deze nanodomes leidt tot een tien-miljoen maal versterkte interactie tussen licht en moleculen op enkele nanometers van dit oppervlak, een techniek genaamd oppervlakte-versterkte Raman spectroscopie. Dit laat toe om spectroscopisch op een gevoelige wijze moleculaire vibraties te detecteren. Deze nano-gestructureerde chips maakten twee toepassingen mogelijk. Enerzijds maakten we gebruik van microschijfjes met een gouden-nanodome structuur om intracellulair vreemde moleculen te op te sporen. Anderzijds werd een generische methode ontwikkeld om de activiteit van proteases, enzymes die peptidebindingen hydrolyseren, te meten via het vibrationele spectrum van goud-gebonden peptides. Tot slot werden een aantal belangrijke stappen gezet om deze technologie te miniaturisering op een geïntegreerd fotonisch platform, waarbij de klassieke Raman microscoop vervangen wordt door siliciumnitride optische golfgeleiders.