近日，中國農(nóng)業(yè)大學王洪亮教授團隊在期刊《Advanced Science》上發(fā)表重要成果，成功開發(fā)基于工業(yè)副產(chǎn)物木質素的全生物基農(nóng)藥遞送系統(tǒng)。該系統(tǒng)巧妙破解了傳統(tǒng)農(nóng)藥利用率低、環(huán)境污染與食品安全隱患并存的行業(yè)痛點，文中采用基于OPTIR光學光熱紅外技術的非接觸亞微米分辨紅外拉曼同步測量系統(tǒng)mIRage，憑借其超高分辨的微觀分析能力，為解析“智能農(nóng)藥凝聚體小液滴"的組裝機制與結構特性提供了核心技術支撐，成為科研創(chuàng)新的關鍵驅動力。

綠色農(nóng)業(yè)革新：當農(nóng)藥穿上“智能"且“可降解"的盔甲

傳統(tǒng)農(nóng)藥應用中，僅不足1%的有效成分能作用于目標蟲害、其余大部分通過揮發(fā)、流失造成嚴重的環(huán)境污染，或殘留于農(nóng)產(chǎn)品中威脅食品安全。中國農(nóng)大團隊創(chuàng)新性地以來源廣泛，成本低廉的工業(yè)木質素為原料，通過化學修飾制備兩種帶相反電荷的木質素衍生物——胺化堿性木質素（AAL）和木質素磺酸鈉（SL）。這兩種衍生物在水溶液中可自發(fā)組裝成微小的“凝聚層液滴"，高效包裹疏水農(nóng)藥阿維菌素，構建成兼具多重優(yōu)勢的天然 "智能凝聚體小液滴"。該凝聚體小液滴具備超卓的葉面附著、抗雨水沖刷和抵御紫外線降解的能力，更搭載了環(huán)境響應型“智能開關"：在害蟲堿性腸道環(huán)境中可快速分解并精準釋放農(nóng)藥，實現(xiàn)“定點清除"；采收后經(jīng)家常淘米水或小蘇打水簡單沖洗，凝聚體小液滴殘骸便可輕松脫落，從源頭保障食品安全，構建起從田間到餐桌的全程綠色防護體系。

微觀機制揭秘：mIRage "看見" 分子自組裝過程

材料的宏觀性能源于微觀結構的精妙設計，該木質素基凝聚體小液滴的穩(wěn)定性與智能響應特性，核心依賴于 AAL 與 SL 分子間通過靜電吸引及疏水相互作用實現(xiàn)的高效自組裝。為直觀證實這一微觀機制，研究團隊借助非接觸亞微米分辨紅外拉曼同步測量系統(tǒng)mIRage的亞微米分辨能力，成功捕獲到分子相互作用的關鍵證據(jù)。

在該設備表征的高清化學成像圖中，如下圖a和b，直徑約12 μm的球形液滴清晰可見。通過特征光譜信號：代表胺化木質素（AAL?）中烷氨基團的信號（1630 cm?1） 與 代表木質素磺酸鈉（SL）中磺酸基團的信號（1024 cm?1）在球形空間內均勻重疊，形成特征鮮明的 "化學成分分布圖"。這一可視化結果直接證實了 AAL 與 SL 并非簡單物理混合，而是形成了分子級均勻的雜化凝聚相，為自組裝機制提供了無可辯駁的光譜學與成像證據(jù)，夯實了該農(nóng)藥遞送系統(tǒng)的理論基礎。

技術優(yōu)勢凸顯：mIRage多模態(tài)分析能力處于科研前沿

非接觸亞微米分辨紅外拉曼同步測量系統(tǒng)mIRage之所以能成為此次研究的 "關鍵利器"，源于其突破了傳統(tǒng)紅外技術局限的核心優(yōu)勢：其一，采用光熱誘導共振原理，以綠光可見光作為紅外光熱反應 "光源探針"，成功突破衍射極限，實現(xiàn) 500 納米級的亞微米空間分辨率，且無散射偽影，可清晰解析微觀樣品的精細結構與化學組成；其二，同步紅外 - 拉曼聯(lián)用技術（IR+Raman），可在同一位點進行互補分析，同步獲取化學組成與結構信息，提供更為全面的分子數(shù)據(jù)；其三，具備 50 納米像素的單波數(shù)紅外成像能力，能夠快速生成成分分布精細圖譜，實現(xiàn)從 "點分析" 到 "面成像" 的多維度表征。

這些技術優(yōu)勢不僅助力中國農(nóng)大團隊順利破解智能凝聚體小液滴的微觀奧秘，更在環(huán)境微塑料分析、高分子材料表征、半導體缺陷檢測、地球化學研究、生命科學探索及文物鑒定等多個領域展現(xiàn)出廣泛應用前景，為跨學科科研創(chuàng)新提供*技術支撐。

其他應用領域（部分）

1.  環(huán)境微塑料

微塑料顆粒（~600 nm）的O-PTIR光譜及成像分析

(引自Microscopy Today, 2022, 17, 3, 76-85)

2. 高分子材料

1210 cm^-1處采集的PP/PTFE的O-PTIR光譜和顯微圖像

(引自Materials & Design, 211 (2021), 17, 110157)

3. 半導體

薄膜晶體管顯示器中污染物的O-PTIR分析

器件表面缺陷的紅外和拉曼光譜同步（同時間、同位置）分析

(引自Microscopy Today, 2020, 28, 3, 26-36)

4. 地球化學

無損石油包裹體測試

（引自Analytical chemistry：Molecular Fractionation of Ancient Organic Compounds in Deeply Buried Halite Crystals，doi.org/10.1021/acs.analchem.4c02956）

5. 生命科學

腦組織的明場顯微圖像、O-PTIR光譜及成像分析

6. 文物鑒定

柯羅19世紀繪畫作品中鋅皂異質性的O-PTIR顯微光譜及成像分析

(引自Anal. Chem. 2022, 94, 7, 3103–3110)

樣機體驗：

為滿足國內日益增長的新型紅外表征需求，更好的為國內科研工作者提供專業(yè)技術支持和服務，QD中國科學實驗中心引進了非接觸亞微米分辨紅外拉曼同步測量系統(tǒng)——mIRage，為您提供樣品測試、樣機體驗等機會，期待與您的合作！ 歡迎您聯(lián)系我們。

參考文獻

[1]. Toward Sustainable Pesticide Application: Bridging Efficacy and Food Safety. Advanced Science. 202516248.