目录

01  绪论

02  材料与方法

03  土壤农残的SERS信号增强及参数优化

04  土壤农残的SERS定性判别和定量检测

05  结论与展望

PART 01  绪  论

背景现状

1. 作用  农药为世界农业的发展做出了巨大的贡献, 每年因农药使用而减少的粮食损失占粮食总产量的1/3

2. 使用  世界：农药使用量数百万吨/年； 我国：第一，50-60万吨/年，是平均水平的2.5倍。

3. 利用  农药有效利用率低、约70%左右的农药均扩散到土壤、大气和水域中，严重威胁生态环境发展。

4. 副作用  我国因农药污染的耕地面积高达1600万 hm2 。

农药检测现状

1. 传统检测方法

  方法：气相、液相相色谱法和色谱-质谱联用等 优点：灵敏度高、结果准确可靠。

  缺点：成本高，耗时长、操作步骤繁琐，难以快速实时检测。

2. 一般光谱

方法：高光谱及成像技术、近红外光谱法、荧光光谱法等。 优点：前处理简单、破坏性性小，分析速度快。

缺点：灵敏度低、检测限低。

3. 表面增强拉曼光谱（SERS）

表面增强拉曼活性基底

1. 增强活性基底

1.  粗糙金属表面

方法：电化学法     材料：铁、铜、金、钯等金属     优点：操作简单     缺点：不均匀，重复性差

2.  金属纳米材料

方法：氧化还原、纳米合成     材料：金、银、铜等金属     优点：灵敏度高，大小可控     缺点：胶体聚集，重复性较差

2. 金纳米增强基底

表面增强拉曼技术优势

灵敏度高  拉曼信号强度可以增强 4-11个数量级

基底丰富  不同的处理方式可以得到形式多样的基底

无损检测  检测对象包括固体、液体或是气体

抗干扰强  SERS不受水分影响，荧光效应低

便携化      仪器体积小，可实现便携化

速度快      检测速度快，可实现在线检测

应用广泛  应用于无机分子、有机分子等检测

表面增强拉曼技术的应用

主要研究内容

难题1：SERS检测限低，信号重现性不好

制备灵敏度高，适用性广，活性强的金纳米基底。

1、探究加热反应时间、不同柠檬酸三钠用量对金纳米颗粒的结构、颗粒形态的影响；

2、探究金纳米颗粒的大小和SERS信号之间的关系，为SERS信号增强提供最合适的活性基底。

难题2：土壤农残SERS信号增强影响因素多，实验条件需要优化

优化实验参数，探究最适合农残检测的胶体。

1、探究加热反应时间、不同柠檬酸三钠用量的金胶对三种农药的SERS信号增强效果的影响；

2、探究KCl、KI和NaBr，金胶和被测物比例对三种农药的SERS信号增强效果的影响。

难题3：土壤基质背景复杂，定量分析精度不高

提高农药提取率，建立多变量及单变量模型。

1、采用QuEChERS方法提取土壤中的农药残留，排除其他因素干扰，最大限度提高农药提取；

2、建立基于土壤农药全谱的多变量定量检测模型和基于特征峰强度及面积单变量模型。

技术路线