在苹果皮上检测农药

就世界的食物链而言，保护食品作物至关重要，农药是驱除，杀死和使害虫受到控制的重要工具。每年一次，全球使用了约200万吨农药，随着时间的推移，该价值预计会增加。¹

然而，农药可能导致水生系统，野生动植物（例如蜜蜂），空气和土壤的极端环境问题。据报道，农药对人类健康的影响可能从短期（例如皮肤刺激和头痛）到慢性影响，例如癌症和哮喘。对于小而重复剂量的饮食中食用农药的影响也令人担忧。^2–4

一种用于减少农药威胁的技术是限制了在农作物上使用的启用浓度。通过检查农作物并确定存在的农药水平来调节这一点。苹果属于最受农药治疗的水果，生产商列出了他们应该遵循的法规列表。

图1。Phosmet的化学结构。图片来源：爱丁堡乐器

苹果树上使用一种称为Phosmet的有机磷酸盐杀虫剂来调节飞蛾。农药残留耐受性phosmet在《 2018年联邦法规》中，苹果上的苹果定为10 ppm。质谱，高性能液相色谱和气相色谱法通常用于低浓度。

这些方法是耗时且昂贵的，而拉曼光谱学具有许多好处，包括非破坏性和快速指纹样的表征，几乎没有样品制备。

为了提供检测的下限，将一种称为表面增强拉曼散射（SER）的增强技术与拉曼光谱法使用。SER提供了最多10的信号增强¹⁰–10¹⁵并有利地消除了分析物的荧光。

商业SERS基板非常容易访问，这使得SERS成为低浓度检测的容易获得的技术。在当前的申请说明中，SERS用于检测苹果皮肤上的残留phosmetices。

亚博网站下载材料和方法

为了检查Phosmet样品，使用了装有785 nm激光器的RM5拉曼显微镜和600 g/mm的光栅。为了提供增强影响，使用了Hamamatsu的Gold SERS底物。由于金纳米颗粒倾向于从52yabo2140 nm到580 nm吸收，因此金SERS底物的偏爱激发波长标准为785 nm。

图2。用于苹果皮肤分析的实验工作流程。图片来源：爱丁堡乐器

制作了10 ppm和1 ppm phosmet的水溶液。然后，将每个phosmet溶液的6 µL吸入到SERS底物的井中，干燥并检查。将少量的10 ppm phosmet溶液滴入苹果皮的清洁和切割部分，然后干燥以制成受污染的苹果样品。

干燥后，使用湿的棉芽擦拭苹果皮表面并将其放入一小块水中。在SERS基板上，将6 µL该样品吸管以进行检查。

通过将拉曼显微镜放置在拉曼显微镜下，并使用785 nm激光刺激样品，使用五秒钟的暴露时间检查了SERS底物。由于不需要空间分辨率，因此将针孔直径设置为2 mm，以增加拉曼信号。

结果与讨论

所检查的四个样品的拉曼光谱如图3所示。在比色杯中分析了10 ppm溶液，这意味着没有SERS增强。进行了该测量，以显示低浓度的Phosmet的标准拉曼反应。

图3。来自三种Phosmet Solutions的拉曼光谱和一个尖刺的苹果皮拭子。图片来源：爱丁堡乐器

在没有SERS底物的增强的情况下，Phosmet的10 ppm溶液的拉曼信号很少。但是，当沉积在金SERS底物上时，发现了强烈的拉曼光谱。进一步稀释至1 ppm后，仍然可以达到明显的拉曼信号，显示出可能与SER的检测极限。

图3中以粉红色显示的光谱是用10 ppm phosmet峰值的棉皮肤。与10 ppm溶液相比，光谱更嘈杂。但是仍然注意到明确定义的峰值，在图4中阐述了峰分配。

图4。来自10 ppm phosmet溶液和尖刺苹果皮拭子的拉曼光谱。图片来源：爱丁堡乐器

图4中的频带分配强调了拉曼光谱的指纹区域如何对具有农药鉴定的特定官能团的敏感性。⁵

在10 ppm溶液频谱中指出的大多数峰在苹果拭子光谱中很容易看到。通常，虽然峰较不强烈且嘈杂，但在平滑和归一化后，拉曼光谱完全可以识别为phosmet。

结论

这项研究显示了一种无损的采样和分析方法，用于跟踪苹果皮肤上的低浓度农药。使用金SERS底物来改善phosmet的拉曼光谱。事实证明，在确定由《联邦法规法典》设定的剩余公差水平上确定浓度方面有效。

参考

1. Sharma，A。等。（2019）全球农药使用及其对生态系统的影响。sn应用科学亚博老虎机网登录。1。
2. Kim，K.-H.，Kabir，E。＆Jahan，S。A.（2017）暴露于农药和相关的人类健康影响。亚博老虎机网登录总环境科学。
3. Bonner，M。R.＆Alavanja，M。C. R.（2017）农药，人类健康和粮食安全。食品和能源安全。6，第89–93页。
4. 拉尼（Lani）等。（2021）关于化学农药对人类健康和环境的后果的广泛回顾。清洁杂志。283，p。124657
5. 江。等。（2019）基于改良的Quechers和便携式拉曼仪器的改良Quechers预处理方法，通过表面增强的拉曼散射在水果中的农药残留迅速检测。SN应用科学亚博老虎机网登录。

此信息已从爱丁堡仪器提供的材料中采购，审查和改编。亚博网站下载

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