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瑞典卡罗林斯卡学院（以下简称KI）团队开发了一种基于表面增强拉曼光谱学（拉曼散射）的纳米传感器。此外，概念验证方法使用火焰喷涂银纳米粒子来增加化学物品的信号，火焰喷涂可以在大范围内快速生产均匀的SERS薄膜，并避免了扩散这一主要技术障碍。
因此，表面增强拉曼散射（SERS）技术可以将金属表面的生物分子的反馈信号提高100万倍以上。该技术已被用于化学和环境分析，以检测各种疾病的生物特征信号。然而，自始至终，高昂的生产成本和有限的批量重复性限制了SERS技术在食品安全诊断领域中的广泛应用。
所以，研究人员希望这种新型传感器能够实现进食前检测出食物上的农药残留。
KI微生物学、肿瘤和细胞生物学系首席研究员，该论文第一作者Georgios Sotiriou说：“调查结果显示，欧洲联盟成员国市面上的水果，其中50%以上都有农药残留物，这些残留物的浓度和剂量已达到影响健康的程度。然而，传感器的制造成本高昂，过程繁琐，这限制了检测单一产品除害剂技术的实际应用。为了克服这个问题，我们开发了价格低廉、可重复使用的纳米传感器，可以日常检测水果杀虫剂的痕迹，例如商店。”
该团队开发的表面增强拉曼散射纳米传感器使用火焰喷射（一种成熟、经济、有效的沉积金属涂层技术）将小银滴纳米粒子输送至玻璃表面。Sotiriou’s实验室博士后研究员，该论文第一作者Haipeng Li说：“火焰喷雾用于大面积上快速生成均匀的SERS薄膜，并消除了可扩展性这一关键障碍。”
图1 火焰纳米颗粒沉积技术艺术效果图，放大生物信号，在几分钟内即可检测苹果表面的农药残留。（图片来源：Haipeng Li和Georgios A. Sotiriou）
为了模拟实际应用，研究人员进一步校准传感器，并将少量的农药放在苹果表面，以检测低浓度的有毒农药。然后用棉签收集残留物，将带有农药残留物的面见浸入溶液以溶解农药大分子，最后将反应后的溶液滴在传感器上，证实了农药的存在（如图1）。
在概念验证演示后，研究人员将探索纳米传感器是否可以应用于其他领域。研究人员已经确定即使在资源有限的环境中，以上应用程序也可以在指定区域发现特定疾病的生物特征信号。
以上成果发表在期刊《Advanced Science》上。
