近日,自治区农科院质标所农产品快速检测技术研发创新团队在国际学术期刊《Journal of Agriculture and Food Research》(IF=7.2)在线发表题为“Synergistically Optimized Gold Nanotriangle Monolayer Array for Universal Surface-Enhanced Raman Spectroscopy Detection of Chemically Diverse Analytes in Food Matrices”的研究论文。该研究通过三相界面自组装结合PVP配体覆盖度与NaCl诱导间隙压缩的协同界面调控策略,成功构建了结构有序的金纳米三角片(AuNT)单层阵列表面增强拉曼光谱(SERS)传感平台,实现了对农药残留、非法添加物及天然活性成分的高灵敏、普适性定量检测,为农产品质量安全快速筛查提供了新的技术方案。

表面增强拉曼光谱(SERS)技术因其指纹识别特性与快速响应优势,被视为食品安全快速检测领域的前沿手段。然而,面向化学性质多样的分析物时,单一SERS平台的普适性检测面临双重挑战:分子捕获层面,不同待测物的极性与电荷差异显著,单一界面难以保障普适性吸附;信号增强层面,热点分布不均直接制约了定量分析的重现性。针对上述瓶颈,研究团队创新提出了“界面协同调控”策略——通过三相界面自组装制备高度有序的金纳米三角(AuNT)单层阵列,并精准优化表面配体覆盖度与颗粒间隙,在单一基底上实现了热点密度与分子可达性的协同平衡。优化后的SERS基底对孔雀石绿、抗蚜威和β-胡萝卜素的检出限分别达到5.0×10⁻³ μg/L、3.67 μg/L和40.8 μg/L,分析增强因子高达3.5×10⁷,且表现出良好的批间重复性(RSD=6.47%)与信号均匀性(RSD=5.61%)。将该方法应用于鱼肉、蔬菜及杏等实际样品检测,定量结果与高效液相色谱-串联质谱(HPLC-MS/MS)高度吻合。总体而言,该界面协同调控策略为平衡热点密度与分子可达性提供了有效路径,所构建的SERS平台在复杂农食体系中农药残留、非法添加物及天然活性成分的快速监测方面展现出较大潜力。

论文第一作者为硕士研究生郑泽博和孙小惠助理研究员,通讯作者为质标所刘圣红,自治区农科院为论文第一完成单位。该研究得到农业科技创新稳定支持项目、中央引导地方科技项目等项目的资助。