基于柔性聚酰胺分级结构可复用SERS基底用于农药残留原位检测的创新研究

为解决食品安全监测中痕量农药残留快速检测难题，研究人员开发了基于氧等离子体(OP)处理聚酰胺(PA)纤维的新型柔性表面增强拉曼散射(SERS)基底。通过构建波纹状纳米结构并沉积银层，获得增强因子(EF)达1.28×108的Ag-35/PA-20基底，成功实现苹果表面0.1 ppm福美双的原位检测，其灵敏度远超美国标准限值。该基底经5次循环使用仍保持高活性，为食品安全快速监测提供了高性价比解决方案。

　　

在食品安全领域，如何快速准确地检测水果表面残留的痕量农药一直是重大挑战。传统检测方法往往需要复杂的前处理过程，而现有的表面增强拉曼散射(SERS)技术虽然具有"指纹识别"优势，却受限于刚性基底的不可弯曲性和高昂成本。更棘手的是，大多数SERS基底难以重复使用，且对实际样品中极低浓度物质的检测灵敏度不足。

南通大学的研究团队另辟蹊径，将目光投向日常生活中常见的聚酰胺(PA)纤维——这种俗称尼龙的材料具有优异的机械性能和丰富的表面官能团。通过创新的氧等离子体(OP)处理技术，研究人员在PA纤维表面"雕刻"出致密的波纹状纳米结构，再结合热蒸发沉积银层，成功构建出具有分级结构的柔性SERS基底。这项突破性成果发表在《Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy》上。

研究采用氧等离子体处理结合热蒸发沉积的技术路线，系统优化了处理时间与沉积时长。通过扫描电镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)等多维表征手段，证实了纳米结构的形成与表面化学修饰的协同效应。实际应用测试选用苹果表面的福美双残留作为检测对象。

化学试剂和材料部分显示，研究选用8000目PA网布作为基底材料，通过标准清洗流程确保实验可靠性。结果与讨论部分揭示：经20分钟OP处理的PA纤维表面形成规则波纹结构，35分钟银沉积获得的Ag-35/PA-20基底性能最优，其检测限(LOD)达7.47×10^-10 M。剥离测试证实银层与PA基底的强结合力，这是实现5次重复使用的关键。

结论部分强调，这种新型基底兼具1.28×10⁸的增强因子和优异的均匀性(RSD=6.3%)。特别值得注意的是，OP处理不仅构建了纳米结构，还通过引入强极性基团改变了银的生长模式。该研究为开发低成本、可弯曲、高灵敏的SERS检测器件提供了新思路，对推动SERS技术从实验室走向实际应用具有重要意义。

Mengqi He等研究者的工作突破了传统SERS基底的局限，其创新性体现在三个方面：首次系统研究了PA纤维表面纳米织构对SERS性能的影响；开发出可同时满足高灵敏度和优异复用性的柔性基底；建立了适用于实际农产品检测的简便方法。这些发现为食品安全监测领域提供了新的技术选择，也为其他柔性电子器件的设计提供了借鉴。