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学术期刊Chemical Engineering Journal上在线发表了题为“Engineering of a magnetic dual-signal SERS aptasensor for the ratiometric detection of acetamiprid in tea samples”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、特异性检测啶茶叶中虫脒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。
茶叶复杂基质中农药生物适配体传感器的构建及检测应用
茶叶既是一种经济农作物，也是工业加工食品。因其含有丰富的有益成分，在日常生活中的消费量日益增长。然而，在生产过程中，为保障茶鲜叶的稳定量产，化学农药的使用已成为难以替代的一环。由于化学农药降解周期较长，而茶叶工业加工过程较为短暂，导致市售茶叶中存在农药残留风险。农药残留污染直接影响茶叶产品的质量安全，进而影响进出口贸易和人体健康。对茶叶样品进行检测是控制茶叶农药残留超标的最有效的手段之一。然而，传统质谱检测方法虽然准确灵敏，但存在检测周期长、成本高等问题，难以满足现场快速检测的需求。因此，研发茶叶中农药残留的快速检测技术具有十分重要的意义。
该研究以茶叶中农残啶虫脒为研究对象，联用便携式拉曼光谱与生物适配体技术创新性的制备了一种具有高效磁性的双SERS信号（表面增强拉曼光谱）适配体传感器，并以此构建了一种能够在茶叶复杂基质中实现啶虫脒农药分子特异性捕获、富集分离和SERS信号比率快速检测的方法。其中，捕获探针由嵌入SERS标记分子（4-MBN）的磁性核壳材料与适配体结合而成；信号探针则由嵌入另一种SERS标记分子（4-MPY）的金银核壳纳米材料与cDNA结合而成。两者通过碱基互补配对原则杂交，形成完整的复合探针。当检测体系中存在啶虫脒时，其分子会被核酸适配体特异性结合，从而导致复合探针发生解离。随后，利用磁性分离技术将解离的组分分开。此过程使得溶液中两种标记分子4-MBN与4-MPY的SERS信号强度比值，随啶虫脒浓度的变化而呈现规律性变化，以此实现定量检测。在最优条件下，该策略能够实现茶叶中啶虫脒农药在10-4 mol/L-10-10 mol/L浓度范围内的快速检测，检测限可达4.75 μg/kg，远低于中国和欧盟规定的最大限量标准（0.05 mg/kg）。在实际茶样检测中，该策略的检测回收率在82.41%- 94.17%之间，与传统HPLC检测方法的相对误差在3.23%- 12.51%范围内，具有较高的检测准确性和特异性。检测时间可以控制在10 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利用光谱技术和生物适配体技术构建茶叶中品质成分和风险物质的快速检测策略，解析快速检测机制，开展了具有一定影响力的独创性工作，研发茶叶中品质成分和风险物质的快速检测产品，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、余志副教授为该论文的通讯作者，在读博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和中国计量大学梁培教授给予该论文的重要指导。该工作得到了国家自然科学基金青年项目(NO. 32202540)、湖北省自然科学基金重点项目(NO. 2025AFD269)、武汉市自然科学基金(NO. 2024040801020298)及校自主科技创新基金（No.2662023YLQD002）的大力支持。
文图：覃重阳
审核：张德
