近日，我院2019级能源化学工程专业本科生在分析类著名期刊《Analytical Methods》发表了题为“A plasmonic AgNP decorated heterostructure substrate for synergetic surface-enhanced Raman scattering identification and quantification of pesticide residues in real samples”学术论文一篇，并被选为当期正封面报道。该项工作由我校微纳生化传感材料与器件实验室与中国科学院合肥物质科学研究院和安徽拓维检测服务有限公司合作完成，合肥工业大学为第一完成单位和通讯单位，我院本科生李雪婷为第一作者，张茂峰副教授、吴玉程教授为校内通讯作者。近年来，研发团队高度重视本科生科研能力的提高和科研素质的养成，以大学生创新创业项目和互联网+大赛为依托，在大一新生中遴选热爱科研、勤于钻研的优秀学生进入课题组，通过教师指导、研究生传帮带的形式，全方位提升本科生的科研素养，截止目前本课题组培养的本科生已在ACS Sensors, Journal of Materials Chemistry C等国际期刊发表10篇论文。
图1《Analytical Methods》杂志正封面和论文首页。
“民以食为天，食以安为先”，果蔬上的残留农药通过食物链的积累，会对人类健康和环境造成严重的危害。本课题组设计了一种三维核壳结构的ZnO@TiO2/AgNPs复合结构作为表面增强拉曼散射（SERS）基底，配合便携式拉曼光谱仪实现了对残留农药的快速定性定量检测。该工作使用ZIF-8的多孔框架结构来固定TiO2前驱体，然后通过热解转化为相应的金属氧化物半导体异质结，完成相变和空间框架结构的取代。随后，将等离子银纳米颗粒（AgNPs）固定在异质结表面来进一步提高基底的SERS活性。基于金属框架结构的SERS基底由于其优异的多孔结构和超大的比表面积，对目标分子具有更强的吸附能力，能有效提高灵敏度和重现性，并综合利用了电磁增强和化学增强机制，实现了高灵敏定量和多组分检测。此外，该基底对实物表面的农药残留也实现了高灵敏快速分析，检测极限低于欧盟标准。
图2. SERS传感器便携式检测及用于植物叶片定量检测和多组分分析图。
该研究成果得到了国家自然科学基金、111引智基地项目、安徽省重点研发计划项目的支持。课题组基于SERS技术的传感芯片的设计和研制，发展了新型光谱技术和检测手段，并在光诱导增强拉曼散射领域取得了较大突破。
论文连接：https://doi.org/10.1039/D2AY01068B
（胡桂菊/文 张茂峰/图 张金锋/审核）
