近日,華中農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝林學(xué)學(xué)院、果蔬園藝作物種質(zhì)創(chuàng)新與利用全國重點(diǎn)實(shí)驗室倪德江教授團(tuán)隊張德副研究員和余志副教授在國際學(xué)術(shù)期刊Chemical Engineering Journal上在線發(fā)表了題為“Construction of an efficient molecular enrichment and magnetic separation flow with Fe3O4@Ag@COF for ratiometric SERS detection of methamidophos”的研究論文。本研究提出了一種可以在茶葉復(fù)雜基質(zhì)中高效磁性富集、快速檢測甲胺磷農(nóng)藥殘留的有效策略,為保障茶葉質(zhì)量安全奠定了研究基礎(chǔ)。
夏秋茶利用率低是我國許多茶區(qū)面臨的主要問題。實(shí)踐表明,開發(fā)出口茶是提高夏秋茶資源利用最有效的途徑,而農(nóng)殘超標(biāo)是茶葉出口最主要的限制因子。且農(nóng)藥殘留會通過食物鏈進(jìn)行不斷富集,威脅人體健康和生態(tài)系統(tǒng)。過量農(nóng)藥殘留的攝入會造成惡心、嘔吐、眩暈,甚至死亡。中國、歐盟、美國等各個國家和地區(qū)均對茶葉中的農(nóng)藥殘留進(jìn)行了限量規(guī)定??刂撇枞~中農(nóng)藥殘留超標(biāo)的措施主要有科學(xué)用藥、生物防治、樣品檢測等,其中茶鮮葉和干毛茶原料收購過程的檢測是預(yù)防殘留超標(biāo)的重要手段。然而,傳統(tǒng)質(zhì)譜檢測法雖準(zhǔn)確靈敏,卻時間長、成本高,難以滿足現(xiàn)場快速檢測的需求。因此,茶葉中農(nóng)藥殘留快速檢測技術(shù)的研發(fā)具有至關(guān)重要的意義。
該研究以茶葉中農(nóng)殘甲胺磷為研究對象,創(chuàng)新制備了一種具有高效磁性分離和拉曼光譜增強(qiáng)雙重功能的納米顆粒Fe3O4@Ag@COF,并以此構(gòu)建了一種能夠在茶葉復(fù)雜基質(zhì)中實(shí)現(xiàn)甲胺磷農(nóng)藥分子富集和SERS(表面增強(qiáng)拉曼光譜)比率快速檢測的方法。通過調(diào)節(jié)納米顆粒的尺寸和用料,所制備的Fe3O4@Ag@COF納米材料具備高密度的SERS熱點(diǎn)區(qū)域。COF(共價有機(jī)框架)材料能夠通過氫鍵和化學(xué)鍵富集農(nóng)藥分子,并在外部磁力的作用下,從茶葉復(fù)雜基質(zhì)中分離,從而進(jìn)行檢測。更重要的是,借助于納米顆粒的核殼結(jié)構(gòu),COF可以作為茶葉農(nóng)藥SERS檢測的固定內(nèi)標(biāo),實(shí)現(xiàn)SERS比率檢測,提高檢測準(zhǔn)確性和可靠性。在最優(yōu)條件下,該策略能夠?qū)崿F(xiàn)茶葉中甲胺磷農(nóng)藥在10-4mol/L-10-9mol/L濃度范圍內(nèi)的快速檢測,檢測限可達(dá)8.3×10-5mg/kg,遠(yuǎn)低于中國和歐盟規(guī)定的最大限量標(biāo)準(zhǔn)(0.05 mg/kg)。在實(shí)際綠茶樣品檢測中,該策略的檢測回收率在89.54%-101.89%之間,與GC-MS檢測法的相對誤差在0.78%-6.85%范圍內(nèi),具有較高的檢測準(zhǔn)確性。檢測時間可以控制在20 min以內(nèi),大大提高了檢測效率。該研究后續(xù)將進(jìn)行參數(shù)的進(jìn)一步優(yōu)化,開發(fā)便攜式快速檢測產(chǎn)品與設(shè)備,以期為茶葉安全生產(chǎn)提供技術(shù)支持。
華中農(nóng)業(yè)大學(xué)茶葉加工與質(zhì)量安全快速檢測團(tuán)隊一直致力于茶葉中功能性成分、農(nóng)藥殘留、生物毒素、添加色素等物質(zhì)快速檢測技術(shù)的研究,并開展了具有一定影響力的獨(dú)創(chuàng)性工作,有助于保障茶葉的質(zhì)量安全。
華中農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝林學(xué)學(xué)院茶學(xué)系張德副研究員、余志副教授和中國計量大學(xué)梁培教授為該論文的通訊作者,在讀碩士生覃重陽和張德副研究員為該論文的第一作者。華中農(nóng)業(yè)大學(xué)茶學(xué)系倪德江教授參與了該論文的指導(dǎo)工作。已畢業(yè)碩士吳卓群參與了本研究的部分工作……
論文鏈接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894724056663
