近日，华中农业大学园艺林学学院/果蔬园艺作物种质创新与利用全国重点实验室倪德江教授团队张德副研究员和余志副教授在国际顶级学术期刊Chemical Engineering Journal上在线发表了题为“Construction of an efficient molecular enrichment and magnetic separation flow with Fe3O4@Ag@COF for ratiometric SERS detection of methamidophos”的研究论文。本研究提出了一种可以在茶叶复杂基质中高效磁性富集、快速检测甲胺磷农药残留的有效策略，为保障茶叶质量安全奠定了研究基础。
夏秋茶利用率低是我国许多茶区面临的主要问题。实践表明，开发出口茶是提高夏秋茶资源利用最有效的途径，而农残超标是茶叶出口最主要的限制因子。且农药残留会通过食物链进行不断富集，威胁人体健康和生态系统。过量农药残留的摄入会造成恶心、呕吐、眩晕，甚至死亡。中国、欧盟、美国等各个国家和地区均对茶叶中的农药残留进行了限量规定。控制茶叶中农药残留超标的措施主要有科学用药、生物防治、样品检测等，其中茶鲜叶和干毛茶原料收购过程的检测是预防残留超标的重要手段。然而，传统质谱检测法虽准确灵敏，却时间长、成本高，难以满足现场快速检测的需求。因此，茶叶中农药残留快速检测技术的研发具有至关重要的意义。
该研究以茶叶中农残甲胺磷为研究对象，创新制备了一种具有高效磁性分离和拉曼光谱增强双重功能的纳米颗粒Fe3O4@Ag@COF,并以此构建了一种能够在茶叶复杂基质中实现甲胺磷农药分子富集和SERS（表面增强拉曼光谱）比率快速检测的方法。通过调节纳米颗粒的尺寸和用料，所制备的Fe3O4@Ag@COF纳米材料具备高密度的SERS热点区域。COF（共价有机框架）材料能够通过氢键和化学键富集农药分子，并在外部磁力的作用下，从茶叶复杂基质中分离，从而进行检测。更重要的是，借助于纳米颗粒的核壳结构，COF可以作为茶叶农药SERS检测的固定内标，实现SERS比率检测，提高检测准确性和可靠性。在最优条件下，该策略能够实现茶叶中甲胺磷农药在10-4mol/L-10-9mol/L浓度范围内的快速检测，检测限可达8.3×10-5mg/kg,远低于中国和欧盟规定的最大限量标准（0.05 mg/kg）。在实际绿茶样品检测中，该策略的检测回收率在89.54%-101.89%之间，与GC-MS检测法的相对误差在0.78%-6.85%范围内，具有较高的检测准确性。检测时间可以控制在20 min以内，大大提高了检测效率。该研究后续将进行参数的进一步优化，开发便携式快速检测产品与设备，以期为茶叶安全生产提供技术支持。
我校茶叶加工与质量安全快速检测团队一直致力于茶叶中功能性成分、农药残留、生物毒素、添加色素等物质快速检测技术的研究，并开展了具有一定影响力的独创性工作，有助于保障茶叶的质量安全。
华中农业大学园艺林学学院茶学系张德副研究员、余志副教授和中国计量大学梁培教授为该论文的通讯作者，在读硕士生覃重阳和张德副研究员为该论文的第一作者。华中农业大学茶学系倪德江教授参与了该论文的指导工作。已毕业硕士吴卓群参与了本研究的部分工作。本研究得到了国家自然基金（青年）（NO.32202540）、中央高校基本科研业务费专项资金资助（项目批准号2662023YLQD002）。
论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894724056663
文字：覃重阳
审核：张 德
