基于微针贴片的表面增强拉曼光谱（SERS）传感器

农药残留普遍存在于包括茶叶、水果和蔬菜在内的各种农产品中，已成为全球最广泛讨论的问题之一。特别是内源性农药残留，难以清除，并可能导致癌症、激素紊乱、哮喘、过敏、超敏反应和其他疾病。因此，开发可靠的监测农产品农药残留水平的检测技术至关重要。然而，传统的方法，如气相色谱法和高效液相色谱法，存在样品处理复杂、检测速度慢等不足。

近期，广东工业大学王成勇教授团队提出了一种基于微针贴片的表面增强拉曼光谱（SERS）传感器，该传感器不仅具有操作简单、微创等优点，还能同时检测农产品表面和内部的残留农药。该传感器中微针贴片的针尖可穿透角质层，检测农产品内部的残留农药；而微针贴片的基底可接触农产品表面，检测农产品表面的残留农药。

基于微针贴片的表面增强拉曼光谱（SERS）传感器同时检测农产品表面和内部农药残留的原理图

该研究制备的微针贴片具有阶梯式结构，可增加微针贴片的比表面积，同时增强农药分子的拉曼信号，改善传感器的检测性能。此外，所制备的微针贴片由银纳米颗粒和透明质酸钠/聚乙烯醇水凝胶组成，具有优异的溶胀性能，能快速吸收农产品中残留的农药，可实现残留农药的快速检测。利用基于微针贴片的SERS传感器，该研究成功检测出茶叶、菠菜和西红柿中残留的福美双和噻菌灵。其检测福美双的浓度范围为10⁻⁷M~10⁻⁴M；检测噻菌灵的浓度范围为10⁻⁸M~10⁻⁵M。

微针阵列与微针表面扫描电子显微镜照片

基于微针贴片的表面增强拉曼光谱（SERS）传感器检测不同浓度福美双与噻菌灵

以上工作以“Novel Microneedle Patch-Based Surface-Enhanced Raman Spectroscopy Sensor for the Detection of Pesticide Residues”为题发表于TOP期刊ACS Applied Materials & Interfaces。其中，广东工业大学易新博士生为第一作者，广东工业大学机电工程学院袁志山副教授和王成勇教授为通讯作者，俞骁博士和郑李娟教授为共同作者。研究工作得到国家自然科学基金面上项目支持（No. 51975133）。

论文链接：

https://doi.org/10.1021/acsami.2c17954

审核编辑 ：李倩