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苹果是人们喜爱的大宗水果之一。苹果中农药残留与消费者的健康息息相关。为了保障食品安全,对苹果中农药残留水平进行检测,判定其是否符合相关标准具有重要的现实意义。表面增强拉曼光谱(Surface-enhanced Raman spectroscopy,SERS)具有灵敏度高、操作简单和光谱指纹识别能力优异等特点,在分子检测中得到了广泛应用,是实现农药残留检测的有效途径。本研究重点针对现有的SERS基底合成中采用单一贵金属金或银不能同时满足高拉曼增强效应和高化学稳定的问题,制作双金属纳米材料作为SERS基底,用于福美双农药检测;针对在复杂检测体系中非靶标和靶标分子的拉曼光谱容易发生重叠干扰的缺点,设计了基于腈类有机分子介导的SERS适配体传感器和免疫传感器分别用于啶虫脒和吡虫啉的抗光谱干扰检测;针对有机分子作为拉曼探针存在的毒性大且合成过程复杂的缺点,开发了基于无机材料介导的无毒、易合成的SERS免疫传感器,用于多菌灵的检测。主要研究内容如下:(1)兼具高灵敏和高稳定性SERS基底的制备及其用于苹果中福美双的检测研究。针对单一贵金属金难以实现超强拉曼增强效果或单一贵金属银易受外界环境影响造成稳定性不足的缺点,本研究提出制备金银双金属纳米材料作为SERS基底的思路。通过一种简单、高效、快速的电沉积法制备了无有机物污染的高纯度三维金纳米枝晶,然后将银纳米颗粒修饰在金纳米枝晶的表面,作为SERS基底。福美双的双硫键基团可以通过Ag-S键结合在SERS基底表面,从而实现福美双的直接检测。结果表明,该SERS基底具有优异的拉曼光谱增强性能,其对福美双的线性检测范围为0.12-24 mg/L,检测限为86.1μg/L;采用标准加入法对苹果样本中福美双进行检测分析,0.5和1 mg/L福美双的加标回收率分别为96.7%和94.8%。因此,构建的金银双金属SERS基底能够实现苹果中福美双的快速无标记直接检测。(2)基于生物静默区特征拉曼信号介导的SERS适配体传感器的构建及其用于苹果中啶虫脒抗干扰检测的研究。针对常见的拉曼探针在复杂检测体系中容易受到其他非靶标分子的拉曼光谱干扰的缺点,本研究提出使用拉曼特征峰位于生物静默区的腈类有机分子作为拉曼探针的思路。在金纳米粒子表面连接核酸适配体和腈类有机分子拉曼探针,作为信号探针;在硅片上制作银纳米颗粒形成Ag NPs@Si底物使其与适配体的互补DNA偶联,作为啶虫脒竞争物。当啶虫脒存在时,啶虫脒与适配体发生特异性结合,引起Ag NPs@Si底物上连接的信号探针的减少,其获取的拉曼光谱强度降低,从而实现啶虫脒的检测。结果表明,建立的SERS适配体传感器对啶虫脒的线性检测范围为25-250 n M,检测限为6.8n M。抗干扰和重复性试验表明此传感器具有良好的检测性能。采用标准加入法对苹果样品中啶虫脒含量进行检测,回收率为86.1%~100.3%。因此,利用腈类有机分子作为拉曼探针构建SERS传感器能够实现苹果中啶虫脒的检测。(3)基于腈类有机分子和具有特异性捕获作用抗体介导的SERS免疫传感器的构建及其用于苹果汁中抗干扰检测吡虫啉的研究。针对复杂体系中非靶标分子与靶标分子竞争性结合SERS基底导致检测的特异性降低的缺点,本研究提出使用具有选择性捕获能力的抗体和分离作用的Fe3O4磁珠对靶标分子特异性结合富集的解决思路。在合成的颗粒大小均一的金纳米棒包银壳纳米立方体上修饰腈类有机分子拉曼探针和吡虫啉抗原,作为信号探针;在Fe3O4磁性纳米颗粒表面修饰吡虫啉抗体,作为捕捉探针。当吡虫啉存在时,吡虫啉分子与抗原竞争性结合抗体,从而使得磁分离后得到的Fe3O4纳米颗粒表面的拉曼探针SERS信号强度随着吡虫啉浓度的增加而降低。结果表明,吡虫啉的线性检测范围为10-400n M,检测限为9.58 n M。同时,此SERS免疫传感器即使在复杂有机分子样品中,腈类拉曼探针也能获得优异的光谱抗干扰能力。对实际苹果汁样品中以标准加入法对吡虫啉检测的回收率在96.8%-98.6%。因此,竞争型SERS免疫传感器可以在复杂系统中具有良好的光谱抗干扰性能,能够实现苹果汁中吡虫啉残留的痕量检测。(4)基于绿色、易合成的腈类无机纳米材料介导的SERS免疫传感器的构建及其用于苹果中多菌灵抗干扰检测的研究。针对传感器设计中拉曼探针有机分子在后续传感器制备中步骤复杂以及毒性大的缺点,本研究提出使用无毒的普鲁士蓝无机纳米材料代替常见拉曼探针简化合成步骤的解决思路。在金纳米花表面修饰普鲁士蓝金属框架结构,通过静电引力吸附上带有正电荷的聚赖氨酸,再将带有负电荷的抗原结合其上;将抗体通过酰胺反应修饰在Fe3O4磁性纳米材料上。由于抗原与多菌灵的竞争性结合抗体作用,随着多菌灵浓度的上升,结合在Fe3O4上的普鲁士蓝的SERS强度相应降低。结果表明,该SERS传感器对多菌灵检测范围为0.1-100 n M,检测限为0.02 n M。同时,将该传感器应用于苹果样品中多菌灵含量的检测,回收率范围在91.8%至112.8%之间。因此,表明该SERS免疫传感器能够实现苹果中多菌灵残留的高灵敏检测。