近日，食品科学与工程学院食品安全与质量控制团队在《Food Chemistry》发表了题为“A surface-enhanced Raman scattering sensor for the detection of benzo[a]pyrene in foods based on a gold nanostars@reduced graphene oxide substrate”的研究论文，硕士研究生张利为第一作者，徐志祥教授和新西兰Geoffrey I.N. Waterhouse教授为本文通讯作者，山东农业大学为论文第一完成单位。
还原氧化石墨烯具有类似于石墨烯的性质，包括极高的比表面积，丰富的多芳烃结构域和出色的吸附能力，在SERS领域是一种非常有应用前景的基底材料。通过π-π堆积与疏水相互作用，还原氧化石墨烯可以作为芳香族分子的捕获平台，金纳米星具有丰富的尖锐树枝状纳米结构，可以产生强烈的SERS“热点”效应。苯并[a]芘等芳香族分子中缺少亲和金属的官能团，对Au和Ag等贵金属表现出非常差的亲和力。通过种子介导生长法在还原氧化石墨烯表面合成金纳米星，通过还原氧化石墨烯的吸附作用使苯并[a]芘分子接近金纳米星表面，借助金纳米星的表面等离子体共振效应获得增强的苯并[a]芘SERS信号。
基于以上思路，研究团队在新型SERS基底金纳米星@还原氧化石墨烯表面，实现了对苯并[a]芘的卓越的SERS分析效果。在基底的合成过程中，通过改变金纳米颗粒@还原氧化石墨烯的用量，合成了一系列金纳米星@还原氧化石墨烯材料，并探讨了其对SERS性能的影响。优化实验条件后，所构建的金纳米星@还原氧化石墨烯SERS传感器方法对食品中苯并[a]芘的检出限为0.0028 μg L-1。本研究为食品中苯并[a]芘的高灵敏检测提供了一种新方法。
图1. AuNS@rGO SERS传感器的流程示意图
该工作得到了山东省科技型中小企业创新能力提升工程项目的大力支持。
原文链接:https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2023.136171
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