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牛奶具有极高的营养价值,随着人均牛奶的消费量的大幅度提高,牛奶的品质安全问题也备受关注。食物链和生物富集效应是导致牛奶中存在农药残留的主要原因,且牛奶被农药污染的问题已经引起社会公众高度重视。2,4-二氯苯氧乙酸（2,4-D）是世界范围内用量较大且难于生物降解的一种农药,常见于奶牛所需的饲料中,可以通过食物链与生物富集效应存在于牛奶中。食品安全国家标准、欧盟和加拿大卫生部都对牛奶中2,4-D规定了最大残留限量标准,2,4-D农药在牛奶中的残留问题影响了食品安全和人类身体健康,因此,牛奶中2,4-D农药残留的定量检测非常重要,研究在技术上可以实现简单操作、成本较低、快速且具有高灵敏度的检测方法,对于保障食品安全具有重要的意义。近年来,表面增强拉曼光谱技术（SERS）由于可以实现样品的简单化处理、快速高灵敏检测,已经被应用到食品质量安全领域。因此,本论文研发了一系列基于SERS传感技术的快速灵敏检测牛奶中2,4-D农药残留的新方法,弥补了现有检测技术的不足,具体研究内容如下:基于磁分离结合SERS传感技术的牛奶中2,4-D农残特异性检测。制备新型中空的金银核壳纳米花（Au@Ag Nanoflowers,Au@AgNFs）,在其表面修饰4-MBA信号分子,作为SERS信号探针（Au@AgNFs@MBA）。一步合成法合成表面具有羧基修饰的四氧化三铁磁性材料（Fe3O4NPs）,作为富集探针。在Au@AgNFs@MBA和Fe3O4NPs上分别修饰2,4-D人工抗原和2,4-D抗体,构建Au@AgNFs@MBA@antigen/Fe3O4NPs@antibody与2,4-D竞争性的SERS传感检测体系。根据实验结果,得出2,4-D在0.001-100μg/mL浓度范围内可以进行线性检测,检测限0.11 ng/mL。在牛奶样本的检测中,与标准HPLC方法进行比较,T检验显著性水平大于0.05,表明本方法和HPLC方法检测结果无明显差异且具有较好的检测特异性。研究表明构建的检测体系可以用于牛奶中农药残留的定量检测。基于表面分子印迹结合SERS传感技术的牛奶中2,4-D农残快速检测。以氨基化MNPs纳米粒子为载体,2,4-D为模板,丙烯酰胺为功能单体,交联剂选择乙二醇二甲基丙烯酸酯（EGDMA）,引发剂选择了偶氮二异丁腈（AIBN）,来制备磁性分子表面分子印迹纳米颗粒（MNPs@MIP）。用合成的MNPs@MIP对不同浓度的2,4-D进行吸附,结合金纳米（AuNPs）,采集其SERS光谱。根据实验结果,得出2,4-D的线性检测范围0.1-106ng/mL,检测限为0.00147 ng/mL,与标准HPLC方法进行比较,T检验显著性水平大于0.05,表明本方法和HPLC方法检测结果无明显差异,具有很好的特异性。研究表明构建的检测体系可以用于牛奶中农药残留的定量检测,且与前一部分研究相比,降低了检测体系的制备成本,提高了检测灵敏度。基于化学计量学结合SERS技术的牛奶中2,4-D农残快速检测。首先通过在空气-水界面形成的介孔二氧化硅薄膜（MFS）上原位化学还原生成AuNPs,构建基于介孔结构的金纳米薄膜（AuMFS）作为表面增强拉曼活性基底。用合成的AuMFS与不同浓度的2,4-D混合,采集其SERS光谱,利用偏最小二乘（PLS）方法结合不同变量筛选方法（遗传算法（GA）、竞争性自适应加权抽样算法（CARS）和蚁群算法（ACO））分别建立SERS光谱和2,4-D浓度之间的定量关系模型,最终,CARS-PLS模型得到最好的预测结果,在0.01-106 ng/mL的浓度范围内的预测集相关系数达到0.9836,与HPLC方法进行比较,T检验显著性水平大于0.05,表明本方法和HPLC方法检测结果无明显差异,对模型进行了验证,结果表明其相对标准偏差（RSD）小于10%。实验结果表明构建的化学计量学结合SERS技术的检测方法具有快速、准确的优势,可以实现牛奶中农药残留的快速定量检测,与前两部分研究相比,提高了检测速度,为后续实现现场检测提供了基础。