表面增强拉曼光谱技术与酶抑制技术在农残速测应用方面的比较

胡仁莉 周锋杰 杨剑波

（苏州市农产品质量安全监测中心 江苏苏州 215000）

1 前言

表面增强拉曼光谱（SERS）技术是一种通过增强试剂将待测物的拉曼散射信号放大从而对待测物进行定性定量的检测方法，SERS技术具有操作简单、分析速度快、适用范围广等优势[1-3]。目前广泛采用的农残速测技术主要是酶抑制技术，本研究通过开展对SERS农残速测新技术的研究验证以及与传统酶抑制技术的对比试验，客观评价2种方法，从而更好地指导苏州市农产品质量安全监测工作，提升苏州市农产品质量安全水平。

2 研究内容与结果

本研究从灵敏度、检测范围、准确性、抗基质干扰以及操作过程等方面，将SERS技术与酶抑制技术进行比较。

2.1 灵敏度更高

本研究采用测定标准溶液的方式，对已建成谱库的农药进行了检出限测定，比较SERS技术和酶抑制技术测定同一农药的检出限。同时，本文用酶抑制技术测定的实际检出限与GB/T 5009.199—2003《蔬菜中有机磷和氨基甲酸酯类农药残留量的快速检测》[4]规定的检出限进行了对比，发现部分农药的实际检出限达不到标准规定的值，结果详见表1。

2.2 检测范围更广

基于酶抑制原理生产的速测仪和速测卡只能检测有机磷和氨基甲酸酯类农药，SERS技术除了能检测这2类农药外，还能检测有机氯类、苯并咪唑类、烟碱类等其他类型化学结构的农药，详见表2。

表1 不同速测技术的检出限比较（单位：mg/kg）

表2 SERS与速测卡和速测仪检出限结果（单位：mg/kg）

2.3 准确度更高、不易受基质干扰

为了比较SERS技术和酶抑制技术测定样品的准确性，本研究进行了2方面的试验。

选取青菜、黄瓜、土豆、番茄和草莓常见果蔬品种，在其中加入GB/T 5009.199—2003规定检出限浓度较高的乐果、甲基异柳磷、甲胺磷、马拉硫磷4种农药，添加浓度为该标准规定的检出限浓度，同时采用SERS技术和酶抑制技术（速测卡、速测仪）进行检测，比较结果详见表3。

表3 不同速测技术的样品检测结果比较

续表3

由表3可知，SERS技术检测所有空白基质样品结果均为阴性；添加农药的样品均为阳性。酶抑制技术检测空白基质样品中，草莓检出假阳性。选取酶抑制技术中基质干扰严重的韭菜、大蒜、生姜为试验对象，通过添加和不添加农药2种处理后进行样品检测，结果详见表4。

表4 不同速测技术在不同产品中的检测结果比较

由表4可知，酶抑制技术检测这3种蔬菜空白基质均为假阳性，同时韭菜中添加乐果的检测为假阴性；SERS技术检测其空白基质样品结果均为阴性，添加农药的样品均为阳性。

2.4 定性更准确

酶抑制技术只能确定样品中是否含有农药残留，但SERS技术除了能定性外，还能明确残留样品中具体含有哪种农药[5]。例如，待测样品甲胺磷超标，酶抑制技术检测只能知道该样品中有农药残留，而通过SERS技术能直接从结果中得知该样品中含有甲胺磷，为后期实验室定量检测缩小了检测范围。

2.5 检测时间更短

酶抑制技术检测完成一个样品需要15～30 min，其中显色反应需要5～15 min，而SERS技术前处理简便，仪器读取结果的时间只需等待几秒钟，能够有效缩短单位样品的检测时间，详见表5。

表5 实际操作时间对比

2.6 扩展性更强

酶抑制技术只能检测2种农药类别，SERS技术不受限于某一种农药类别，只要该农药有拉曼效应，就可以在数据库中建立该物质的拉曼光谱图，结合前处理方法进行优化，即可采用SERS技术进行测定。

3 总结

本研究可初步得出SERS技术具有灵敏度和准确性更高、检测范围更广、定性更准确、扩展性更强、操作时间更短以及不易受基质干扰等优点。但由于目前SERS技术在农残检测方面的应用还属于摸索、验证阶段，导致该技术跟传统速测技术相比，检测成本较高，随着SERS技术在农残速测方面的应用被认可和推广，其检测成本将会下降到企业可接受的水平。