民以食为天,食品是人们赖以生存和发展的物质基础,食品安全问题与人类健康密切相关,同时也是关系到国家公共卫生安全和繁荣稳定的大事。食品安全就是必须保证食物中不能发现有毒有害物质和有害成分,以确保它不对人体造成危害。食品安全问题受到国际社会的广泛关注,农兽药残留、激素超标、非法添加剂是食品安全检测的重要内容。目前传统的针对食品中农兽药残留,非法添加剂,激素超标等的检测分析方法,大部分采用的是实验室内的高效液相色谱法、气相色谱法、气质联用、液质联用等方法。这些方法灵敏度高,重复性好,应用普遍,但需要专业人员操作,样品前处理过程繁琐,耗时,劳动强度大。因此,建立一种简单、有效的分析方法来实现农兽药残留、激素超标、食品非法添加剂的有效检测尤为重要。20世纪90年代以前,拉曼光谱技术在食品安全领域的应用并不活跃,随着近红外波长激光的使用和拉曼光谱仪的出现和商品化,使拉曼光谱技术在食品安全领域的应用得到突破性的发展。作为一种高灵敏度的表征手段,近年来SERS技术在农兽药残留,激素及非法添加剂的分析与检测上的研究越来越深入和广泛。SERS检测技术中,SERS活性基底的选择和制备成为获得高质量SERS信号的关键,SERS基底不仅决定了SERS信号的强度,同时也决定了获得SERS信号的稳定性和可重复性。本论文制备出一种新型的磁性纳米银花SERS基底,围绕这个SERS基底展开了关于食品安全检测的应用研究。论文的主要研究内容及研究结果归纳如下:1.制备出一种新型的磁性纳米银花SERS基底,合成方法简单高效、制备结构均一、分散性好、磁响应性强。在磁性纳米银花的组成部件中,Fe3O4磁性纳米粒子作为核心提供了足够的磁性,在制备、洗涤时,可以方便的使用外加磁铁收集,避免了使用离心、过滤等繁琐耗时的方法。使用氯化亚锡介导的化学电镀法在Fe3O4@SiO2的表面形成均一、密集的银纳米种子,后续花状银壳的生长优先在这些银纳米种子上进行。同时较厚的SiO2壳使得磁性粒子具有很好的分散性,在超声条件下避免了合成过程中发生磁性粒子的团聚,最终保证了磁性纳米银花的分散性及结构均一性。磁性纳米银花基底既具有磁珠富集浓缩样品的特性,又具有银纳米材料光学及化学特性,并且花状银壳便于化学修饰,是一种有效的多功能纳米复合材料。2.考察了新型SERS基底的均一性、稳定性和重复性。实验结果表明,该SERS基底具有较好的均一性,相对标准偏差为5.31%;日内重复3个时间点15个谱峰、日间重复连续5天25个谱峰和三个批次重复15个拉曼谱峰,SERS的信号强度均一性都相对较好,具有一定的可重复性;2个月内的SERS信号强度均一性较好,具有良好的稳定性。基于该新型SERS基底,对拉曼标记物PATP、三聚氰胺、福美双、苏丹红I和苏丹红Ⅲ进行检测,评价其灵敏度。3.对SERS基底进行化学修饰,将三种不同长度的烷基硫醇通过巯基与Ag壳连接,在基底表面形成致密的疏水自组装层,对被测物分子进行富集。在增强拉曼信号的同时,可以富集溶液中具有疏水基团的被测物分子,从而获得更强的被测物分子的拉曼信号。确定正己硫醇(C6)修饰基底的SERS增强效果优于十二硫醇(C12)和十八硫醇(C18)。验证了正己硫醇(C6)修饰的磁性银花纳米粒子+棒银联用具有更高的SERS增强效果,弥补了烷基硫醇吸附在银壳表面可能导致的SERS基底热点效应的减少。同时,考察了联用基底的均一性、稳定性和重复性。4.利用GaussView5.0软件包构建三维分子结构模型,通过Gaussian09软件包对构建的模型进行结构优化与计算,获得了4种抗生素和雌激素的最优结构及理论拉曼光谱。结合实验SERS光谱,确认出各抗生素和雌激素的主要特征峰,并对各特征峰分子振动模式进行了具体的归属指认。5.该联用基底应用到四种抗生素和雌激素的检测中,样品拉曼峰强度与其浓度的log-log图均呈现良好的线性关系,我们对抗生素和雌激素的拉曼谱峰进行了主成分分析(PCA),实现了对抗生素和雌激素的区分和辨别。6.比较了8种加标牛奶的前处理方法,SPE固相萃取法由于其高的分析物回收率,有效的分离分析物和干扰物,操作简单、快速等优点,成为本实验牛奶前处理的最佳选择。采用SPE固相萃取法+SERS基底联用+便携式拉曼光谱仪的联合应用,对实际牛奶样品中四种抗生素和雌激素进行检测,获得的四种抗生素和雌激素的拉曼谱峰线性范围宽,峰强度和样品浓度呈良好的线性关系,具有较高的回收率。从加标回收率和相对标准偏差的测量范围看,Fe3O4@SiO2-Ag-C6+棒银基底联用法对牛奶中雌激素的富集和增强作用要高于牛奶中抗生素,可能与样品分子结构有关。本文的创新之处体现在以下三个方面:(1)SERS基底的创新;(2)SERS检测方法的创新;(3)SERS在实际应用中的创新。