Phương pháp phân tích được gọi là quang phổ Raman tăng cường bề mặt (SERS) đang trở nên phổ biến như một phương pháp không phá hủy để phát hiện hóa chất từ ​​hoạt động canh tác hiện đại.

Với SERS, các hạt nano kim loại hoặc tấm nano được sử dụng để khuếch đại các tín hiệu do các phân tử tạo ra khi chúng tiếp xúc với chùm tia laser Raman.

Các mẫu do ánh sáng tán xạ tăng cường kim loại tạo ra đóng vai trò là các dấu hiệu phân tử và có thể được sử dụng để xác định một lượng nhỏ các hợp chất cụ thể.

Nhằm cải thiện độ nhạy SERS để phát hiện thuốc trừ sâu, Dongdong Ye, Ke Zheng, Shaobo Han và các đồng nghiệp đã thiết kế một màng phủ kim loại mà họ có thể đặt lên trên các sản phẩm nông trại. Họ cũng muốn phát triển vật liệu đủ linh hoạt để phù hợp với nhiều ứng dụng khác.

Các nhà nghiên cứu bắt đầu với một màng hydrogel cellulose, mà họ kéo căng để tạo thành các nếp nhăn nano thẳng hàng trên bề mặt của nó. Sau đó, họ nhúng màng vào dung dịch bạc nitrat để phủ các rãnh bằng các hạt nano bạc tăng cường SERS. Màng thu được có độ linh hoạt cao và gần như trong suốt dưới ánh sáng, các đặc điểm thiết yếu để phát hiện tín hiệu SERS.

Trong các thử nghiệm về màng nhúng bạc cho các ứng dụng an toàn thực phẩm, các nhà nghiên cứu đã phun thuốc trừ sâu thiram và carbendazim, riêng lẻ hoặc kết hợp, lên táo, phơi khô trái cây trong không khí và sau đó rửa sạch. Khi họ đặt màng lên táo, SERS phát hiện ra thuốc trừ sâu trên táo, mặc dù các hóa chất này có nồng độ thấp.

Nhóm nghiên cứu cũng có thể phân giải rõ ràng các dấu hiệu ánh sáng phân tán cho từng loại thuốc trừ sâu trên táo được phun cả thiram và carbendazim, cũng như phát hiện ra thuốc trừ sâu bị nhiễm qua lớp vỏ của quả và vào lớp cùi ngoài cùng.

Các kết quả này cho thấy rằng chỉ rửa thôi có thể không đủ để ngăn ngừa việc ăn phải thuốc trừ sâu và cần phải gọt vỏ để loại bỏ khả năng nhiễm bẩn ở lớp vỏ và cùi ngoài, các nhà nghiên cứu cho biết. Ngoài táo, họ cũng sử dụng hệ thống màng SERS để phát hiện thuốc trừ sâu trên dưa chuột, tôm, bột ớt và gạo.