检定水果表面农药残留水平是否符合国家最大残留限标准,对保障人类食品安全至关重要。表面增强拉曼光谱(Surface-enhanced Raman Spectroscopy,SERS)具有高灵敏度、优秀的分子识别能力及样品制备简单等特点,在农药检测中已经得到广泛应用。金、银溶胶SERS基底由于增强效果好、制备简单且成本低,目前使用最为广泛。但是在测试中,由于促凝剂导致的测试偏差、农药SERS测试存在的强度饱和效应以及水果果肉和复杂基质成分的干扰,会导致农药残留水平的检定存在误判,即存在将超标判定为合格的可能。因而高可靠且低成本的水果表面农药残留水平检定方法决定了SERS技术能否得到成功应用。为了实现这一目标,本文针对上面存在的问题在以下四个关键方面开展了研究工作。首先,针对促凝剂导致的溶胶SERS基底测试可重复性较差问题,制备了一种银辅助金溶胶SERS基底。基于金纳米粒子表面电荷密度随着粒径增大而减小这一效应,该SERS基底可以通过分析物分子自身使其发生微促凝,并且由于一定量银溶胶的加入,金溶胶增强性能得到了巨大提升,最优比例时的金、银混合溶胶即称为银辅助金溶胶SERS基底。由于无需外部促凝剂,该SERS基底实现了优秀的测试可重复性,基底间SERS测试的相对标准偏差最大仅为3.7%。该SERS基底对罗丹明6G拉曼谱的增强是纯金溶胶SERS基底的9倍,增强因子可达1.5×10~7。其次,对银辅助金溶胶SERS基底测试农药中出现的SERS强度饱和效应进行了研究。通过分别研究金、银溶胶不同的SERS强度饱和效应发现,农药在银溶胶表面可以形成直接化学吸附或氯辅助化学吸附,而金溶胶仅存在直接化学吸附。吸附形式的不同导致化学增强机制的不同,最终导致了SERS强度饱和效应的不同。其中,对直接化学吸附情况,SERS强度饱和时的浓度值始终低于2 ppm。对氯辅助的化学吸附情况,由于发生氯激活化学增强,SERS强度饱和时的浓度会随着氯离子浓度增加而明显增大,强度饱和时的浓度值会高于20 ppm,但氯激活化学增强受限于特定分子。此外,研究粒径对SERS强度饱和效应的影响发现,金、银溶胶SERS基底粒径变化对SERS强度饱和效应影响很小。因而,分子的吸附方式决定了农药SERS测试的强度饱和效应,而与银辅助金溶胶SERS基底尺寸无关。基于上面研究推断,使浓度检定与SERS强度无关是克服SERS强度饱和效应的有效方式。再次,为克服测试中SERS强度饱和效应,开发了一种与SERS强度无关的浓度水平检定方法。该方法利用空气-液体自组装技术制备了一种均匀的活性碳纳米粒子提取膜。提取膜浸泡于一定浓度分析物中分别制备待测物和参考物。参考物作为判断吸附饱和的标准,然后根据待测物在不同浓度分析物中达到吸附饱和的时间不同,实现了对分析物浓度水平的检定。通过分析提取膜在罗丹明6G(1 ppm、2.5 ppm、5 ppm)中达到吸附饱和未达到吸附饱和两种情况的SERS结果特征,归纳出了判定提取膜吸附饱和的条件。该方法中,待测物和参考物SERS强度比值用于判断提取膜吸附是否达到饱和,而SERS强度不起检定浓度水平的作用。因而该方法具有内生克服农药测试中SERS强度饱和效应的特点,并兼具SERS优秀的分子识别能力。最后,利用本文开发的银辅助金溶胶SERS基底和提出的浓度水平检定方法对水果表面农药残留进行了实际检测,并研究了本文农药残留水平检定所需的预处理方式。在本文梨和苹果表面福美双残留水平检定中测试范围覆盖了《GB2763-2016》中规定的最大残留限,测试相对标准偏差分别为21.5%和23.9%,满足农药抽检中判定残留是否超标的需求。研究表明高速离心可以用于去除样品中的果肉,而超纯水浸泡可以用于去除提取膜表面的残留液。此外该方法有效克服了福美双测试中的SERS强度饱和效应,提升了检定结果的可靠性。实际使用中该方法整个测试流程仅需时间约50分钟。