南京农业大学食品科技学院潘磊庆教授团队在农产品农药残留超灵敏、无干扰检测方面取得重要进展

近日，南京农业大学食品科技学院潘磊庆教授团队在国际知名期刊《Biosensors and Bioelectronics》发表了题为“Introducing high-performance star-shaped bimetallic nanotags into SERS aptasensor: An ultrasensitive and interference-freemethod for chlorpyrifos detection”的研究论文，报道了他们在农产品农药残留超灵敏、无干扰表面增强拉曼光谱（Surface Enhanced Raman Scattering，SERS）检测方面的重要进展。
 
　　毒死蜱（Chlorpyrifos，CPF），作为一种广泛使用的农药，在防治害虫、促进农业增产方面发挥了重要作用，但其过度使用带来的环境和健康问题却日益凸显。鉴于其潜在的生态失衡、神经毒性和遗传毒性等危害，全球多国政府已出台严格法规限制其使用或设定最大残留限量。然而，如何高效、精准地检测复杂食品基质环境中的毒死蜱残留，依然是科学领域的一大挑战。
 
　　该研究巧妙地构建了一种基于“生物静默区”纳米探针的高性能SERS aptassensor，该传感器在检测CPF方面展现出了超灵敏、无干扰的显著优势。通过整合CPF特异性适配体（aptamer）作为识别元件、高密度“热点”的双金属纳米星结构作为SERS增强材料，以及4-巯基苯腈（4-MBN）作为独特的“生物静默区”报告分子，设计了一种新型高SERS活性、无“指纹区”信号干扰的“生物静默区”纳米探针（AuNS@4-MBN@Ag-aptamer），有效提升了检测信号的灵敏性和特异性。此外，利用cDNA连接Fe3O4@AuNPs（FA-cDNA）作为磁性基底，进一步简化了检测流程，提高了检测效率。
 
　　在最佳SERS条件下，该传感器对CPF的检测范围为2.5 × 10²到5.0 × 10⁴pg/mL，检测限低至220.35 pg/mL（信噪比=3）。在实际样品检测中，该传感器对小麦和苹果样品中CPF的加标回收率稳定在89.61%~107.33%之间，相对标准偏差小于14.55%，验证了该传感器在实际应用中的可靠性和稳定性。这项研究不仅解决了SERS技术在复杂基质背景下检测痕量有害因子时面临的干扰问题，还强调了高性能纳米探针在食品安全和环境监测中的重要作用。
 
　　南京农业大学食品科技学院博士研究生马辉为第一作者，潘磊庆教授和兰维杰副教授为通讯作者。南京农业大学屠康教授、淮安食品药品检验所苏晶研究员和成都海关技术中心刘俊研究员参与了本项研究。该研究工作得到了国家重点研发计划、江苏省市场监督管理局科技项目、淮安市自然科学研究计划的支持。
 
　　原文链接：https://doi.org/10.1016/j.bios.2024.116577



日期：2024-10-16