近日，食品科學(xué)與工程學(xué)院食品安全與質(zhì)量控制團(tuán)隊(duì)在《Food Chemistry》發(fā)表了題為“A surface-enhanced Raman scattering sensor for the detection of benzo[a]pyrene in foods based on a gold nanostars@reduced graphene oxide substrate”的研究論文，碩士研究生張利為第一作者，徐志祥教授和新西蘭Geoffrey I.N. Waterhouse教授為本文通訊作者，山東農(nóng)業(yè)大學(xué)為論文第一完成單位。

還原氧化石墨烯具有類似于石墨烯的性質(zhì)，包括極高的比表面積，豐富的多芳烴結(jié)構(gòu)域和出色的吸附能力，在SERS領(lǐng)域是一種非常有應(yīng)用前景的基底材料。通過(guò)π-π堆積與疏水相互作用，還原氧化石墨烯可以作為芳香族分子的捕獲平臺(tái)，金納米星具有豐富的尖銳樹(shù)枝狀納米結(jié)構(gòu)，可以產(chǎn)生強(qiáng)烈的SERS“熱點(diǎn)”效應(yīng)。苯并[a]芘等芳香族分子中缺少親和金屬的官能團(tuán)，對(duì)Au和Ag等貴金屬表現(xiàn)出非常差的親和力。通過(guò)種子介導(dǎo)生長(zhǎng)法在還原氧化石墨烯表面合成金納米星，通過(guò)還原氧化石墨烯的吸附作用使苯并[a]芘分子接近金納米星表面，借助金納米星的表面等離子體共振效應(yīng)獲得增強(qiáng)的苯并[a]芘SERS信號(hào)。

基于以上思路，研究團(tuán)隊(duì)在新型SERS基底金納米星@還原氧化石墨烯表面，實(shí)現(xiàn)了對(duì)苯并[a]芘的卓越的SERS分析效果。在基底的合成過(guò)程中，通過(guò)改變金納米顆粒@還原氧化石墨烯的用量，合成了一系列金納米星@還原氧化石墨烯材料，并探討了其對(duì)SERS性能的影響。優(yōu)化實(shí)驗(yàn)條件后，所構(gòu)建的金納米星@還原氧化石墨烯SERS傳感器方法對(duì)食品中苯并[a]芘的檢出限為0.0028 μg L-1。本研究為食品中苯并[a]芘的高靈敏檢測(cè)提供了一種新方法。

圖1. AuNS@rGO SERS傳感器的流程示意圖

該工作得到了山東省科技型中小企業(yè)創(chuàng)新能力提升工程項(xiàng)目的大力支持。

原文鏈接:https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2023.136171

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