果蔬在生长过程中容易受到细菌、真菌和害虫的侵害，造成品质下降，经济价值降低。因此，对病虫害有良好防治效果的农药被大范围的应用到果蔬生产的全部过程中。啶虫脒是一种新型的烟碱类杀虫剂，具有广谱杀螨活性，通常用来防治苹果、柑橘等果树上的蚜虫，但是啶虫脒具有神经毒性、致癌性和肝肾毒性。福美双常用于果蔬生产的全部过程中，含有二硫代氨基甲酸酯基团，主要用作防霉剂、杀菌剂，但是毒理学实验证明福美双具有细胞毒性和致畸性。在实际生产的全部过程中，农业生产者为了获得更大的经济收益，通常使用多种农药对病害、虫害进行防治，有时甚至会加大用量和多次喷洒，而农药的半衰期各不相同，导致农作物上通常残留多种农药。表面增强拉曼光谱（SERS）技术是一种利用金或银纳米颗粒形成的纳米间隙作为热点区域，明显地增强拉曼信号的分析技术，相比于其他检测的新方法，SERS技术具有简单易操作、快速、超灵敏、成本低等优点，被大范围的应用于食品安全检测、生物医学分析等众多领域。

  江苏大学食品与生物工程学院的马立鑫、吴玮和蔡健荣*等人 以Au-AgANPs为SERS基底，选择苹果汁为代表果汁样本，通过人为添加两种农药标准溶液，然后对苹果汁进行简单的离心处理，利用SERS技术同时检测苹果汁中啶虫脒和福美双混合农药残留，旨在为SERS技术在多种农药快速同时检测中的应用提供可行性实验依据。

  图2A和图2B分别显示了Au-Ag ANPs的TEM图像和SEM图像，颗粒整体呈球状，颜色黑白相间明显，有深有浅，单个纳米颗粒直径在35～50 nm范围内。为了表征纳米颗粒整体的粒径分布情况，利用激光粒度仪得到了纳米颗粒整体的水动力学直径分布图（图2C），纳米颗粒的粒径在20～140 nm波长处均有分布，但集中分布在54 nm波长处左右。图2D为不同金银物质的量比的Au-Ag ANPs的紫外可见光吸光光谱，结果显示，随着硝酸银添加量的增加，纳米颗粒的最大吸收峰从496 nm逐渐变为446 nm，表明纳米颗粒中银元素比例的增加。图2E、F显示了通过HRTEM得到的Au-Ag ANPs（金银物质的量比2∶4）元素映射图谱，说明制备的纳米颗粒含有金元素和银元素，而且金元素物质的量/银元素物质的量比值为0.52。以上结果说明Au-Ag ANPs成功合成。为了探究具有最佳SERS增强能力的Au-Ag ANPs，使用4-ATP（1×10－5 mol/L）作为SERS标签分子，根据不同金银物质的量比的Au-Ag ANPs对4-ATP的增强能力，选择对4-ATP增强效果最好的Au-Ag ANPs作为后续实验最优的基底材料。图3A显示了不同金银物质的量比的Au-Ag ANPs对4-ATP增强后的拉曼光谱图，388、1 075、1 588 cm－1处为4-ATP的拉曼特征峰，其中1 075 cm－1处的强度最大。因此，选择4-ATP在1 075 cm－1处的最强 SERS峰的强度绘制柱状图（图3B）。从图3B不难发现，当金银物质的量比为2：4、2：5、2：6时，拉曼增强效果都比较好，但是图3B中的插图显示出在室温避光保存条件下，当金银物质的量比为2：5、2：6时，胶体溶液产生黑色沉淀，表明部分纳米颗粒发生聚集产生肉眼可见的沉淀物，因此后续实验选择金银物质的量比为2：4的Au-Ag ANPs作为拉曼增强基底材料。

  图4A显示了不同质量浓度的啶虫脒水溶液检测到的SERS图谱，随着啶虫脒质量浓度的增大，在437、631、825、1 105 cm －1 处的特征峰逐渐增强；福美双的SERS图谱如图4B所示，主要存在561、925、1 144、1 380、1 509 cm－1处的特征峰，特征峰的强度随着福美双质量浓度的增大而变大。福美双和啶虫脒在水溶液状态下具有不一样的SERS峰，并且各自的最强峰（啶虫脒：631 cm－1；福美双：1 380 cm－1）间隔很远，具有同时检测的可能性。表1展示了啶虫脒和福美双的特征峰的峰位归属分析结果。

  啶虫脒和福美双混合农药的SERS图谱如图5所示，631 cm－1处的SERS峰为啶虫脒的最强特征峰，强度随着啶虫脒质量浓度的增加而增大；福美双的最强特征峰（1 380 cm－1）强度随着福美双质量浓度增加而增大。与单一农药成分相比较，两种混合农药各自的特征峰在水溶液状态下可以同时检测到，631、825 cm－1处是啶虫脒的特征峰，561、925、1 380、1 509 cm－1处是福美双的特征峰，以上特征峰在混合农药状态下可以各自显示出单独的峰，但是由于1 105（啶虫脒）、1 144 cm－1（福美双）的出峰位置比较接近，峰宽相对较大，所以在混合状态下表现出复合峰的形态，如图5中绿色框线所标。由于啶虫脒和福美双的大多数特征峰并不会相互干扰和掩蔽，因此并不影响对啶虫脒和福美双的同时检测。

  在苹果汁中两种农药残留同时检测的SERS光谱结果如图6所示，与水溶液中混合农药的SERS图谱相比，原本在561 cm－1 处的峰偏移到了556 cm－1 ，925 cm－1 处的峰偏移到了918 cm－1 ，这种微小的漂移可能是目标物 在SERS增强基底上的不同位姿所致。另外，730 cm－1 处出现了比较强的峰，这可能是苹果汁中的糖分干扰导致的。对比图5、6能够准确的看出，苹果汁中福美双和啶虫脒的SERS信号强度均低于水溶液中的SERS强度，这可能是苹果汁中的基质成分干扰导致的。因为有些基质成分会吸附在SERS增强基底表面，使得啶虫脒和福美双与基底的结合位点减少，同时也会增加目标物与基底的距离，只有少数小的间隙，导致SERS增强效果降低。尽管如此，啶虫脒和福美双的最强特征峰也会显现，甚至在苹果汁中可以同时观察到0.5 mg/L质量浓度 的啶虫脒和0.05 mg/L的福美双。利用啶虫脒在631 cm－1 处的SERS强度和福美双在1 380 cm－1 处的SERS强度与其质量浓度各自建立标准曲线所示，苹果汁中啶虫脒和福美双的校正曲线ln x＋13 837.129 7，决定系数分别为0.979 9、0.998 5，拥有非常良好的相关性。啶虫脒和福美双的SERS特征峰与质量浓度的自然对数呈线性相关，而不是与质量浓度本身呈线性相关，这可能是受到了样品基质的干扰。

  为了验证本研究建立的SERS免标记同时快速检测啶虫脒和福美双检测的新方法的准确性和精密度，额外采用标准添加的方式在苹果汁中同时添加不同质量浓度的啶虫脒和福美双，同时与HPLC办法来进行比较，结果如表2所示。SERS方法中，苹果汁中福美双和啶虫脒的平均回收率分别为81.67%～101.25%和98.70%～119.36%，相对标准偏差（RSD）范围分别在2.72%～7.68%和5.44%～15.15%。回收率和精密度结果表现良好，表明该SERS方法适用于苹果汁中啶虫脒和福美双的同时检测。另外在HPLC方法中，福美双和啶虫脒的平均回收率分别为85.00%～94.95%和95.60%～114.86%，二者的RSD分别为1.60%～8.22%和3.52%～5.12%。用SPSS软件进行t检验，P＝0.216＞0.05，结果无显著差异，说明SERS方法和HPLC方法结果一致性较好。从表2中也能够准确的看出，与HPLC方法相比较，SERS方法的RSD较高，这可能是由于纳米颗粒分布相对不均匀，形成的纳米间隙不同导致拉曼信号产生较小差异，但总体能够完全满足检测需求。因此，所提出的SERS方法与HPLC方法相比，SERS方法操作更简单、快速、样品处理简单，更适合现场检测。

  本研究选用金银合金纳米颗粒作为SERS基底，选择苹果汁作代表果汁样本，通过对苹果汁样本做简单的超声和离心处理，利用便携式拉曼光谱仪对苹果汁中的啶虫脒和福美双农药残留进行同时检测，根据631 cm－1（啶虫脒）和1 380 cm－1（福美双）处的SERS强度与农药残留的质量浓度建立线性关系。向苹果汁中同时添加啶虫脒和福美双标准溶液，回收率实验结果为福美双和啶虫脒的平均回收率为81.67%～119.36%，相对标准偏差范围为2.72%～15.15%。此方法得到的啶虫脒和福美双的最低LOD均低于GB 2763—2021《食品中农药最大残留限量》中规定的最大残留量要求，可以在一定程度上完成果汁中啶虫脒和福美双同时快速定量检测。在未来，随着便携式拉曼光谱仪性能的提高和拉曼增强效果材料的发展，将具有更高的稳定性，此样品处理及检测简单的方法有望实现多种农药残留的现场同时检测。

  本文《表面增强拉曼光谱法同时检测果汁中的啶虫脒和福美双 》来源于《食品科学》2024年45卷第2期283-289页，作者：马立鑫，吴玮，许骞，尹丽梅，韩恩，白竣文，蔡健荣。DOI:10.7506/spkx0407-065。点击下方 阅读原文 即可查看文章相关信息。

  为了帮助食品及生物学科科学技术人员掌握英文科技论文的撰写技巧、提高SCI期刊收录的命中率，综合提升我国食品及生物学科科学技术人员的高质量科技论文写作能力。《食品科学》编辑部拟定于2024年8月1—2日在武汉举办“第11届食品与生物学科高水平SCI论文撰写与投稿技巧研修班”，为期两天。

  为提高我国食品营养与安全科技自主创新和食品科技产业支撑能力，推动食品产业升级，助力‘健康中国’战略，北京食品科学研究院、中国食品杂志社将与湖北省食品科学技术学会、华中农业大学、武汉轻工大学、湖北工业大学、中国农业科学院油料作物研究所、中南民族大学、湖北省农业科学院农产品加工与核农技术研究所、湖北民族大学、江汉大学、湖北工程学院、果蔬加工与品质调控湖北省重点实验室、武汉食品化妆品检验所、国家市场监管实验室（食用油质量与安全）、环境食品学教育部重点实验室共同举办“第五届食品科学与人类健康国际研讨会”。会议时间：2024年8月3—4日，会议地点：中国 湖北 武汉。