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摘要

  農(nóng)藥在蔬菜、水果及糧食作物上的殘留量、殘留時間及演變情況，是關(guān)系食品安全與人體健康的核心問題，也是當(dāng)前大眾及行業(yè)重點關(guān)注的焦點之一。目前，農(nóng)藥殘留檢測雖有成熟方法，但此類方法均需對樣品進(jìn)行復(fù)雜的前處理流程，不僅費(fèi)時費(fèi)力，且多為破壞性檢測，在實際殘留量測量中，檢測效率與結(jié)果準(zhǔn)確性均難以滿足現(xiàn)場快速檢測需求。因此，實現(xiàn)施藥后水果、蔬菜表面農(nóng)藥殘留的非破壞性直接檢測，成為農(nóng)藥殘留檢測領(lǐng)域亟待突破的方向，具有極高的實用價值與應(yīng)用前景。

  拉曼光譜技術(shù)憑借分子振動譜的獨(dú)特特性，可通過不同農(nóng)藥的分子結(jié)構(gòu)差異，形成專屬“分子指紋”，實現(xiàn)對不同農(nóng)藥的精準(zhǔn)識別，這一特性為農(nóng)藥殘留檢測提供了核心技術(shù)支撐。更為關(guān)鍵的是，拉曼光譜儀以光子作為檢測探針，測試過程中無需直接接觸樣品，可實現(xiàn)完全無損檢測，有效解決了傳統(tǒng)檢測方法破壞樣品的痛點。此外，顯微拉曼光譜儀具備超高靈敏度，可在1～2μm的微區(qū)范圍內(nèi)，檢測到μg～ng量級的痕量物質(zhì)，徹底打破了傳統(tǒng)方法難以實時實地檢測痕量農(nóng)藥殘留的局限，為現(xiàn)場快速檢測提供了可行路徑。

實驗

實驗儀器和條件

  實驗過程中，樣品處理方式貼合實際檢測場景，力求操作簡便、貼合現(xiàn)場應(yīng)用需求：液體農(nóng)藥樣品直接吸入毛細(xì)管中，放置于顯微拉曼光譜儀的顯微鏡載物臺上；粉末農(nóng)藥樣品可壓制成片，或直接放置在載物臺上進(jìn)行檢測，無需復(fù)雜前處理。檢測時，調(diào)整激光光束，確保其精準(zhǔn)射入毛細(xì)管內(nèi)的液體樣品，或片狀、粉末樣品表面，隨后記錄拉曼光譜數(shù)據(jù)。

  考慮到部分農(nóng)藥樣品會產(chǎn)生強(qiáng)熒光光譜，可能干擾拉曼光譜檢測結(jié)果，實驗中同步利用拉曼光譜儀記錄熒光光譜。研究發(fā)現(xiàn)，不同農(nóng)藥的熒光光譜存在顯著差異，其光譜峰的形狀、位置及強(qiáng)度均不相同，這一發(fā)現(xiàn)為農(nóng)藥識別提供了額外的輔助方法，進(jìn)一步提升了檢測的準(zhǔn)確性。

  實驗所用儀器及參數(shù)嚴(yán)格控制，確保檢測結(jié)果穩(wěn)定可靠：采用Ar?激光器，工作波長設(shè)定為514 nm，入射激光功率為20 mW，樣品處功率控制在2 mW，該功率設(shè)置可有效避免樣品損壞，保障檢測的無損性；顯微放大倍數(shù)為50倍，可精準(zhǔn)捕捉微區(qū)樣品的光譜信號；拉曼光譜記錄范圍分為兩個區(qū)間，分別為100～900 cm?1和700～9000 cm?1，全面覆蓋農(nóng)藥分子振動的特征光譜范圍，確保不遺漏關(guān)鍵檢測信息。

實驗圖如下

農(nóng)藥(殺蟬和滅多威) 的拉曼光譜

  代森錳鋅的拉曼光譜

滅蟲靈在514 nm 激光激發(fā)下得到的熒光光譜

結(jié)論

  實驗結(jié)果表明，利用顯微拉曼光譜儀可實現(xiàn)對農(nóng)藥及其在蔬菜、水果、糧食作物上殘留量的精準(zhǔn)檢測。其中，部分農(nóng)藥具有明顯的特征分子振動譜，可通過拉曼光譜的“分子指紋”特性直接識別；另有部分農(nóng)藥在514 nm激光激發(fā)下，會呈現(xiàn)出強(qiáng)度高、特征性強(qiáng)的熒光光譜峰，且不同農(nóng)藥的熒光光譜峰在形狀、位置、強(qiáng)度上存在顯著差異，可作為農(nóng)藥識別的輔助依據(jù)，進(jìn)一步提升檢測的精準(zhǔn)度。

  綜上，顯微拉曼光譜儀憑借無損檢測、超高靈敏度、操作簡便、無需復(fù)雜前處理等優(yōu)勢，有效解決了傳統(tǒng)農(nóng)藥殘留檢測方法的痛點，可廣泛應(yīng)用于蔬菜、水果、糧食作物等農(nóng)產(chǎn)品的農(nóng)藥殘留現(xiàn)場快速檢測，為食品安全管控提供了高效、可靠的技術(shù)支撐，具有廣闊的推廣應(yīng)用價值。