《Food Chemistry》：SERS analysis of nanoplastics in Chinese Baijiu with an amide-functionalized silver nanowire membrane featuring synergistic interception and adsorption
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•用于检测中国白酒中聚苯乙烯纳米塑料的过滤-表面增强拉曼光谱方法。•作为过滤介质和等离子体传感器的酰胺修饰银纳米线膜。•通过拦截与吸附协同作用捕获纳米塑料。•可高效捕获小至20纳米的聚苯乙烯纳米塑料。•能检测浓度低至1×10?5?g·L?1的50纳米聚苯乙烯，灵敏度极高。引言环境
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用于检测中国白酒中聚苯乙烯纳米塑料的过滤-表面增强拉曼光谱方法。
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作为过滤介质和等离子体传感器的酰胺修饰银纳米线膜。
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通过拦截与吸附协同作用捕获纳米塑料。
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可高效捕获小至20纳米的聚苯乙烯纳米塑料。
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能检测浓度低至1×10?5?g·L?1的50纳米聚苯乙烯，灵敏度极高。
引言
环境中以及人类食品生产链中存在的微塑料和纳米塑料引发了严重的公共卫生担忧（Bouwmeester等人，2015；Ivleva，2021）。在 Chinese Baijiu 的生产过程中，这些微小塑料颗粒可能通过多种途径进入产品，包括原材料、水源、加工设备以及包装材料（Antonelli等人，2024；Maragou等人，2024）。虽然葡萄酒中的微塑料检测技术已经较为成熟（Cha?b等人，2025；Prata等人，2020），但对纳米塑料的分析则更受研究关注。由于纳米塑料尺寸更小且浓度较低，这一分析工作仍面临很大挑战（Liu等人，2024）。因此，为了评估中国白酒中纳米塑料的暴露风险，就有必要开发出能够检测不同尺寸颗粒、尤其是较低纳米尺度颗粒的敏感检测方法。
目前用于检测微/纳米塑料的分析方法通常涉及光谱学和质谱技术，用以实现样品的分离、特征识别及定量分析（Ivleva，2021；Schwaferts等人，2019）。拉曼光谱是一种已被广泛用于检测微塑料的方法（Araujo等人，2018），它通过分析颗粒的振动特征谱来识别颗粒（Raman & Krishnan，1928）。但其在纳米尺度上的信号强度会显著减弱，这限制了该方法的直接应用。表面增强拉曼光谱通过利用等离子体共振放大拉曼信号，克服了这一灵敏度限制，为纳米塑料的分析带来了诸多优势（Xie等人，2023）。不过，疏水性的纳米塑料与金属基SERS基底之间的亲和力较差，这限制了其有效吸附和信号放大的效果（Vélez-Escamilla & Contreras-Torres，2022）。为此，人们设计了笼状基底（Geng等人，2024）以及静电吸附策略（Wang, Du等人，2024），以便将纳米塑料捕获在等离子体热点附近。此外，人们还将MXene（Chang等人，2024）、氧化石墨烯/多壁碳纳米管（Jiang等人，2024）以及金属有机框架（Wang, Li等人，2024）等材料与金属纳米粒子结合使用，以此提升吸附效果和SERS信号强度。最近，将SERS与机器学习技术相结合，使得即便面对弱信号或重叠的谱图也能实现有效的识别和定量分析，从而间接提升了检测能力（Li等人，2024；Wang等人，2025）。
对于痕量级别的纳米塑料，将微滤与SERS相结合的方法通过整合富集和检测功能，提供了一种灵敏度高且操作便捷的检测方案（Cevallos-Mendoza等人，2022；Xie等人，2023）。这种过滤机制主要依靠尺寸排除效应，即大于孔径的颗粒会被截留在多孔结构中（de Aguiar & Schro?n，2020）。目前的过滤-SERS方法通常是通过在商用过滤膜上负载具有SERS活性的纳米粒子来实现的（Qin等人，2023），例如在聚碳酸酯刻蚀膜上沉积金纳米粒子（Wu等人，2024），或在多孔聚偏二氟乙烯膜中固定银纳米粒子（Yang等人，2025）。另一种较为简单的策略是将银纳米粒子与纳米塑料一同过滤到尼龙膜上，该方法可实现对浓度为10?4?g/L的50纳米聚苯乙烯的检测（Guo等人，2025）。我们之前的研究曾利用银纳米线膜实现了微塑料和纳米塑料的同时过滤与SERS检测（Yang等人，2022）。然而，这些传统的过滤-SERS方法仍然存在一个根本性瓶颈。根据哈根-泊肃叶方程，当孔径变小时，过滤所需的压力会呈指数级上升（Batchelor，2000），这一现象严重限制了这些方法在检测低纳米级别纳米塑料时的应用。
本研究提出了一种协同式的过滤-SERS方法，用于检测中国白酒中的聚苯乙烯纳米塑料。该方法采用经酰胺功能化处理的银纳米线膜作为多功能基底，以此增强对聚苯乙烯纳米塑料的捕获能力，尤其适用于低纳米尺度的颗粒。该膜通过协同实现拦截、吸附以及原位SERS检测三种功能（见图1）。酰胺基团的引入提升了该膜对疏水性聚苯乙烯纳米塑料的亲和力，使得低纳米级别的颗粒可以通过化学吸附作用固定在膜的网络结构上，而较大尺寸的颗粒则可通过物理拦截被捕获。这样的设计不仅实现了高效的颗粒保留，还能成功检测到20纳米的聚苯乙烯纳米颗粒——这是目前市面上可检测到的最小尺寸的此类颗粒。通过对中国白酒样本中的聚苯乙烯纳米塑料进行直接分析，证明了该方法的实际应用价值。
章节要点
化学品与材料
无水乙醇、硫代甘氨酸酰胺（C2H5NOS）和葡萄糖购自Macklin Biochemical Co., Ltd.。硝酸银、甘油、聚维酮K30、氯化钠、盐酸、氯化钾、氯化镁、硝酸钠、硫酸钠以及牛血清白蛋白（BSA）购自Sinopharm Chemical Reagent Co., Ltd.。聚苯乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）微/纳米塑料购自Rige Technology Co., Ltd.，聚丙烯（PP）则购自……
结果与讨论
图1展示了用于检测低纳米级别纳米塑料的过滤-SERS方法。该方法的核心是酰胺修饰银纳米线构成的等离子体膜，它能协同实现纳米塑料的拦截、吸附以及原位SERS检测功能。
结论
在本研究中，我们开发了一种基于酰胺修饰银纳米线膜的集成过滤-SERS方法，该方法可高效地富集中国白酒中的聚苯乙烯纳米塑料，并实现超灵敏检测。该方法的创新之处在于膜的设计，通过酰胺修饰引入了“拦截+吸附”的协同机制，相比仅依靠尺寸筛选的拦截方式，能更有效地捕获聚苯乙烯纳米塑料。该酰胺修饰银纳米线膜实现了超过95%的高保留率。
作者贡献说明
郭新远：撰写初稿、实验研究。王瑞林：图表制作。王彤：数据整理。苏杰：资源提供。马龙：图表制作。陈静：撰写审稿与编辑内容、方法设计、概念构思。詹金华：撰写审稿与编辑内容、方法设计、资金申请、概念构思。
利益冲突声明
作者声明不存在任何可能影响本文研究结果的已知财务利益关联或个人关系。
致谢
本研究得到了中国国家自然科学基金（项目编号：22276110和22574096）以及山东大学结构组分与物理性质研究平台的支持。
Xinyuan Guo|Ruilin Wang|Tong Wang|Jie Su|Long Ma|Jing Chen|Jinhua Zhan
