一、产品简介：

　　农药是正在食物或农产物的种植、加工、积聚和运输经过中，为了提升作物产量和农产物德料，用于提防、撤消、驱赶害虫、真菌和杂草的化学物质。自上世纪九十年代来，新烟碱类杀虫剂（NEOs）逐步开展为行使最广大的农药之一。与其他4 类杀虫剂比拟，烟碱类杀虫剂明显低浸了对哺乳动物的毒性用意，但也有商酌阐明NEOs进入人体后可通过血液轮回正在器官中积攒，以是拥有必然的致癌性、遗传毒性和免疫毒性等。目前古板的新烟碱类农药残留检测办法可能切确地检测农药，但仍拥有必然限度性。

　　湖北中医药大学检讨学院的李瑶、孙忠月*，湖北时珍试验室的廖唐斌*等编造地总结了近年来生物传感器行使于新烟碱类农药残留的检测办法，以期为农药残留检测的研发供应更多的思绪。

　　生物传感器日常是指对生物分子敏锐并可使用生物化学反响将生物分子的某些音信定量转化为可测信号的信号转换编造，一样由生物识别元件和信号转换器两局部组成。检测新烟碱类农药残留生物传感器的识别原件搜罗抗体、适配体、幼分子、分子印迹集中物（MIPs）、气息勾结卵白和酶等。近年来，商酌者们策画开辟了多种传感器用于新烟碱类农药残留的检测，合键搜罗电化学生物传感器、荧光生物传感器、比色生物传感器和表观巩固拉曼光谱（SERS）散射生物传感器等。表1汇总了差异类型生物传感器对新烟碱类农药残留检测情景。

　　电化学生物传感器采用固定电极行为本原电极，将生物活性分子行为分子识别物固定正在电极表观，然后通过生物分子间的特异性识别用意，正在电极表观拘捕倾向分子，将生物浓度信号转嫁为电流、电阻、电势以及电容等可衡量的电信号行为反映信号，从而杀青对倾向明白物的定量或定性明白。正在良多管事中，学者们一样采用各式信号放大政策如基于纳米原料的放大、杂交链式反响（HCR）等获取更高的聪敏度。因为电化学生物传感用拥有聪敏度高、明白速度速、本钱低、操作容易等便宜，已逐步成为检测境况和食品中农药残留最常用的传感器。遵循检测办法可将电化学生物传感器分为免象征型电化学生物传感器和象征型生物传感器。

　　基于阻抗法的电化学传感器是样板的免象征型电化学生物传感器，电极界面本质的转移会惹起电化学阻抗的变换，电极表观上的探针分子正在拘捕靶标前后会变换界面的电容、双电层等，从而惹起电阻抗信号的转移。金纳米颗粒（AuNPs）、银纳米颗粒（AuNPs）、铂纳米颗粒（PtNPs）等是电化学传感平台理思的信号放大基底原料。Madianos等将PtNPs横向罗列浸积正在叉指电极之间，适配体共价固定正在功用化的PtNPs上（图1A），当ACE与适配体勾结时，电子改变受阻导致电阻抗增补，进而杀青对ACE的检测，与古板的基于裸金电极的电阻抗传感器比拟，该传感用拥有更高的聪敏度，检测限低至1 pmol/L。使用多孔原料增补电极表观的探针负载量是另一种放大电流信号的有用办法。上述办法均不需求特地增加氧化还原活性物质，拥有操作容易、本钱低、挑选性高、聪敏度上等便宜。

　　差分脉冲伏安（DPV）法、轮回伏安法、方波伏安法等形式也可对免象征型电化学生物传感器的电信号举办检测。Mei Xinliang等造备了一种使用DPV形式检测的电化学柔性传感器用于DNF的残留检测，构修了一种新型聚己内酯/聚吡咯/β-CD柔性电极。β-CD因其亲水的皮相面和疏水的内腔，能和DNF造成主客体包结物，惹起DPV信号的变换，β-CD不光可能挑选性地识别DNF，还可能与聚己内酯一齐造成多孔构造，使该柔性电极拥有优秀的电子改变服从和吸附本领，检测限为0.05 μmol/L，凯旋行使于大米中DNF的残留检测。又有极少商酌通过增加氧化还原活性物质惹起电流电势的变换杀青对农药幼分子的免象征检测，如PB。比方，Liu Chao等通过优化读数办法，使用DPV形式对IMD和PB惹起的信号举办比率读数，提升了检测的精确性（图1B），正在柔性印刷电极上对AuNPs、PB和β-CD举办复合藻饰，PB行为参考信号，β-CD能和IMD造成一个太平的主客体包结物，检测限为58.67 nmol/L，PB惹起的参考电流正在差异浓度IMD要求下再现出明显的太平性，与单信号形式比拟提升了却果的精确性。又有很多商酌通过正在电极表观将差异的纳米原料复合正在一齐，多重信号放大提升检测的聪敏度。Shi Xiaojie等使用纳米复合原料构修了一个拥有双信号放大的免象征适配体传感器检测ACE。正在石墨烯上浸积AgNPs（rGOAgNPs），为后续的原料固定化和电流信号放大供应了较大的比表观积。随后，PB象征的AuNPs（PB-AuNPs）通过电浸积办法固定到rGO-AgNPs表观，进一步放大了电信号输出，使用rGo-AgNPs的导电率和PB-AuNPs的催化用意杀青了双放大效应，线 μmol/L，检测限为0.30 pmol/L。Yi Jiangle等构修了一种基于3D-CS/rGO/GCE的免象征电化学适配体传感器（图1C），电浸积原位造备的3D-CS/rGO/GCE大大提升了自己的电导率和ACE适配体的负载量。当不存正在ACE时，适配体举办自拼装扩增DNA量，发作的DNA随后与钼酸盐反响发作电化学信号；当ACE存正在时，适配体和ACE的勾结阻拦DNA自拼装，电流信号削弱。基于三维多孔电极和DNA自拼装政策对电流信号举办了双重放大，拥有较好的检测聪敏度，检测限低至71.2 fmol/L，比其他免象征类传感器的检测聪敏度高100 倍掌握，为该类生物传感器的构修供应了新的思绪。

　　通过行使荧光染料、酶、金属离子、量子点（QDs）和碳量子点（CQDs）等纳米原料行为信号标签，造成探针-靶标复合物后发作电信号转移称为象征型电化学生物传感器，一样能杀青更聪敏和更通用的检测。

　　农药幼分子免疫原性差，日常来讲，抗体对农药分子惟有一个识别位点，一样需求通过逐鹿法举办农药残留的检测。Pérez-Fernández等开辟了一种基于间接逐鹿免疫测定法的电化学传感器（图1D），正在丝网印刷碳电极采用三明治构造对水中IMD举办检测。与古板的高效液相色谱-质谱法和酶联免疫吸附试验法比拟，该传感器的反映畛域更广、检测限更低，为24 pmol/L。该课题组为了进一步改良传感器功能，正在丝网印刷碳电极上引入AuNP，将IMD的特异性抗体固定正在AuNP上，游离的IMD和辣根过氧化物酶象征的IMD直接举办逐鹿反响，AuNP的引入不光提升了传感界面的比表观积，并且改良了传感器的电子功能，增补了探针的藻饰数目。与之前的管事比拟，这种直接逐鹿的机造更容易，避免了二抗的行使，缩短了反合年华，低浸了试验本钱，已凯旋行使于水和西瓜样本中IMD的残留检测，检测限为22 pmol/L。Yang Yong等采用氨基功用化金属有机框架（MOF）（UiO-66-NH 2 ）对GCE举办改性，该框架拥有较大的比表观积，含有大方的Cd 2+ 和Pb 2+ ，将啉（TRS）和THD的抗原固定正在UiO-66-NH 2 上后，TRS和THD抗体与磁珠偶联取得两个拘捕探针，靶标分子存正在时和UiO-66-NH 2 上的固定抗原逐鹿性勾结拘捕探针，通过磁差别使UiO-66-NH 2 与磁珠差别，使用DPV检测Cd 2+ 和Pb 2+ 的峰值电流，对TRS和THD举办同时检测，检测限分歧为0.98 nmol/L和0.34 nmol/L。该MOF拥有迥殊的孔隙构造和高表观积，可吸附差异的金属离子发作差异的电化学信号从而检测多种靶标，为多种农药的残留检测计划供应了新思绪。

　　适配体因其本钱低、易藻饰等便宜，常用作象征型电化学生物传感器识别元件。Li Ruiyi等合成了一种精氨酸（Arg）和天冬氨酸（Asp）功用化的金-石墨烯量子点纳米杂化物（Arg/Asp-GQD-Au），Arg/Asp-GQD-Au供应石榴样构造和肖特基异质构造，拥有优异的催化活性。ACE和氧化笑果（OMT）分歧与双链DNA（dsDNA）中各自的适配体DNA杂交，开释辅帮链DNA和Arg/Asp-GQD-Au象征的信号DNA杂交，触发DNA轮回，并将一个氧化还原探针带到电极表观，通过DNA轮回，一个倾向分子可能将很多氧化还原探针改变到电极表观，发作明显放大的信号，线 nmol/L，检测限低至0.17 fmol/L。该管事对多种纳米原料复合，提升电信号标签的催化活性和电极的导电性，也是一种常用的信号放大政策。近来，Wang Jiasheng等构修了一种基于掺杂导电集中物聚吡咯（PPy）的氮掺杂石墨烯（NG）纳米复合原料（NG/PPy）的双形式电化学适配体传感器对ACE举办测定。因为NG/PPy/GCE对亚硝酸盐的氧化拥有优异的电催化活性，NG/PPy被电浸积正在GCE上，再将ACE适配体与NG/PPy勾结，ACE存正在时，ACE抑止NG/PPy/GCE催化活性的同时，适配体-ACE复合物的存正在也导致导电性低浸，DPV和计时安培法信号低浸，两种形式检测限分歧低至0.49 pmol/L、0.15 fmol/L，通过使用各形式的上风，这两种办法互相验证，提升了精确性，与单形式比拟拥有更牢靠和精确的明白结果。

　　电化学传感器因为拥有易微型化、操作容易、测定结果急速精确的特质，正在新烟碱类农药残留明白界限潜力浩大。但仍有极少题目需求留神，如电极表观藻饰原料中的太平性，现实样品基质中糖类、卵白质等带来的滋扰。以是，需求开辟更拥有革新性的政策从而杀青更好、更切确的农药残留检测。

　　荧光生物传感器是勾结荧光本事，使用待测物与生物识别元件之间的互相用意发作光学信号，通过光电信号转换而杀青待测物的定性定量明白，拥有设置容易、明白聪敏度上等便宜，已正在临床疾病诊断、食物境况明白等浩繁界限取得了广大的行使。遵循检测政策将荧光生物传感器分为荧光信号翻开型生物传感器和荧光信号合上型生物传感器。

　　QDs、上转换纳米颗粒（UCNPs）和CDs是荧光生物传感器中行使最广大的纳米原料荧光剂。Saberi等合成了拥有蓝色荧光的阳离子碳点（cCD），cCD带正电，正在带负电的ACE适配体的存鄙人，适配体辘集到cCD的表观，cCD的荧光被局部猝灭，跟着ACE的参预，适配体与ACE勾结而远离cCD，cCD的荧光得以收复，检测限为0.3 nmol/L（图2A）。拥有特异性识别位点的MIPs已被广大行使于繁复基质中靶标的挑选性识别，拥有太平性好、价钱低等便宜。Dai Yin等开辟了一种基于MIPs的比率荧光生物传感器用于高挑选性现场检测TMX（图2B）。起首使用MIPs将蓝色碳点（B-CDs）包裹，供应反映信号，而赤色碳点（R-CDs）行为内部参考。跟着TMX浓度的增补，MX可能进入印迹腔与B-CDs皮相面互相用意，导致蓝色荧光增补，而赤色荧光依旧稳固，从而造成了一个“荧光信号翻开”的比率荧光传感器，检测限为13.5 nmol/L。该反响也可通过视觉识别，检测限为70.1 ng/mL，当传感器与智内行机上的色彩识别行使次序举办接口时，荧光音信被及时拘捕和明白，杀青了TMX的现场定量。与古板的有机荧光团和QDs比拟，UCNP拥有发射峰窄、毒性低等明显上风。Guo Yirong等征战了一种基于GO和UCNPs的荧光免疫测定法（图2C），UCNP象征的抗体和GO上固定的抗原互相用意，触发荧光共振能量改变，跟着IMD浓度的增补，GO上的固定抗原和IMD产生逐鹿反响，荧光强度收复，检测畛域宽至0.3～195.6 nmol/L，且检测年华可职掌正在1 h以内，为食物和境况样品中IMD的急速检测供应了一种聪敏的办法。该办法耗时短、操作容易、不需求繁复的前打点举措，可凯旋行使于废水、自来水和西红柿中ACE的测定。不过，纳米原料-抗体偶联物的合成还存正在困苦，Li Hongxia等策画了一种荧光信号反映政策规避了该题目（图2D），将金纳米簇锚定正在氢氧化钴（CoOOH）纳米片上造成纳米复合原料，导致荧光强度明显低浸，通过引入不妨触发CoOOH纳米片剖析的抗坏血酸，可有用逆转猝灭效应，因为抗坏血酸诱导的相应荧光反响与抗体象征的碱性磷酸酶（ALP）活性相合，通过逐鹿免疫反响后，ALP象征的抗体可与固定化抗原相勾结，可调治检测平台的荧光转移对IMD举办检测，检测限是5.1 nmol/L，聪敏度是古板酶联免疫吸附试验法的60 倍，该办法不光为农药检测拓荒了新的远景，并且为荧光免疫明白供应了有用的政策。

　　“荧光信号合上”型荧光生物传感器的管事机理是靶标存正在时荧光猝灭或荧光强度明显削弱，而靶标缺失时荧光强度较强。

　　磁纳米颗粒（MNPs）一样被用于荧光信号合上政策中探针-靶标复合物的差别从而低浸未反响荧光原料的滋扰。Sun Nana等策画了一种由适配体偶联apt-MNPs和互补DNA（cDNA）偶联UCNPs构成的荧光DNA探针（cDNA-UCNPs）。ACE与apt-MNPs特异性勾结导致cDNA-UCNPs与apt-MNPs差别，并通过表部磁铁举办差别，导致荧光强度低浸，正在最优要求下，荧光强度转移率正在0.1～1.2 μmol/L畛域内与ACE浓度呈正比，检测限为2.9 nmol/L。凯旋地行使于检测水稻、泥土、梨、苹果、幼麦和黄瓜中的ACE残留。Xie Wei等提出了一种以四氧化三铁为载体，采用表观分子印迹本事合成了拥有核壳构造的磁性MIPs，造备了Fe 3 O 4 @SiO 2 @MIPIL荧光传感器对IMD举办检测，IMD与二烯基离子液体功用单体之间的电子改变导致了Fe 3 O 4 @SiO 2 @PIL的荧光猝灭，正在1 min内急速猝灭传感器的荧光，检测限为0.3 nmol/L。该商酌通过正在磁表观勾结MIPs驯服模板分子嵌入集中物中、模板分子未统统洗脱等纰谬，提升了MIPs和靶标的勾结本领。

　　虽然荧光传感器有很高的聪敏度和可控性，但这些传感器公多拥有繁复的信号反映机造，且荧光染料及极少纳米原料再现出各式限度性，如荧光易漂白、生物毒性、强荧光布景和不太平的化学本质等，应简化试验次序，构修新型荧光探针，进一步提升传感功能。

　　比色传感器的管事道理是基于比色反响，通过化合物或化合物组与被称为“致色（或彩色）试剂”的物质产生变色反响，举办定性和定量的推断，拥有肉眼可见、操作容易、检测速度速等便宜。AuNPs和AgNPs因其拥有比表观积大、消光系数高、生物相容性好、信噪比好、易于合成和拥有过氧化物酶活性等特此表光学特征，被广大行使于比色传感器。

　　良多商酌通过以适配体行为识别原件，将适配体藻饰正在AuNPs上，惹起适配体构造转移，导致AuNPs辘集聚集状况的变换，从而惹起比色信号的变换，构修容易急速的比色传感器。Shi Huijie等将AuNPs行使到比色传感器中检测ACE（图3A），正在靶标的用意下，适配体的构象从“无规卷曲”转移到“发夹构造”，AuNPs颗粒辘集，惹起色彩转移，检测限低至5 nmol/L，杀青了比色法正在真正泥土样品中ACE的检测。Yang Limin等遵循dsDNA和单链DNA（ssDNA）藻饰的AuNPs对盐诱导辘集的太平性差异，杀青了对ACE超聪敏和高挑选性的检测（图3B）。适配体和cDNA杂交共价相联到AuNPs上（dsDNA-AuNP），正在0.15 mol/L NaCl溶液中不太平且辘集，溶液色彩从赤色变为紫色。正在ACE的存鄙人，适配体从DNA双链体解杂交与AuNPs解离，ssDNA-AuNP正在0.15 mol/L NaCl溶液中太平且聚集，并流露赤色。因为DNA藻饰的UCNPs和DNA藻饰的AuNPs之间存正在荧光内滤效应，将汲守信号转嫁为荧光信号，可能有用巩固传感体例的聪敏度。ACE存正在时，AuNPs吸光度的转移可能转化为DNA藻饰的UCNPs荧光指数转移，通过衡量赤色和绿色荧光的比例对ACE举办检测，检测限为0.36 nmol/L。Yang Limin等报道了一种打针器辅帮适配体的传感办法用于比色测定ACE（图3C），起首将适配体、cDNA、AuNPs和琼脂糖磁珠（MABs）勾结正在一齐造备dsDNA偶联AuNPs MABs（dsDNA-AuNP@MABs），个中适配体通过与cDNA杂交间接附着正在AuNPs表观，正在与ACE接触时，因为dsDNA的“刷状”状况切换到ssDNA的“煎饼”状况，可能低浸的催化活性，发作色彩转移，检测限为1 nmol/L，通盘检测经过可能正在打针器中一切达成，为以来杀青农药残留现场检测供应了新思绪。以上结果阐明，所策画的适配体传感器对农药诱导的适配体构象转移拥有较高的敏锐性。

　　又有商酌以酶和幼分子行为比色传感器识别元件对新烟碱类农药举办检测。Zhao Ting等开辟了一种基于酶的比色传感器阵列对IMD、草甘膦等8 种农药举办容易的分别和检测（图3D）。因为乙酰胆碱酯酶水解本接收差异农药的影响，通过水解乙酰硫代胆碱发作差异浓度的硫代胆碱，硫代胆碱通过Au-S键与AuNPs相联，导致AuNPs产生辘集，发作色彩转移，视觉上对全面农药的检测限均幼于0.15 mmol/L。该管事通过引入酶，将差异明白物的检测转化为简单物质的检测，简化了试验举措和检测本钱，相应的数据结果可通过智内行机轻松获取。与AuNPs彷佛，AgNPs也能正在溶液中再现出色彩转移。

　　比色传感器因为其本钱效益、聪敏度和太平性，可用于容易、急速的现场检测，正成为很多试验室常用的检测平台。纳米原料的参预正在必然水准上提升了聪敏度。然而，行使比色传感平台明白繁复的现实样本存正在必然的离间。另表，腾贵的试剂和不太平性也局限了它们的现实行使。以是，这些题目需求正在来日进一步商酌处置。

　　ECL生物传感器是通过正在电极上施加必然的电压使电极反响产品之间或电极反响产品与溶液中某组分之间举办化学反响而发作的一种光辐射，ECL法兼具电化学和化学发光法的双重便宜，如高聪敏度、极低的检测限、较宽的线性畛域、仪器容易、操作容易、易于杀青主动化等。

　　因为AuNPs的催化活性，常用于ECL体例催化发光底物，比方，Guo Yemin等构修了一种基于四面体核酸的ECL传感器用于ACE的检测（图4A）。起首造备了AuNPs-四面体适配体纳米构造（Au-TAN），将鲁米诺和过氧化氢行为反响底物，正在H 2 O 2 存正在的情景下，鲁米诺正在表加电压的用意下被氧化成引发状态行为ECL发射器，跟着藻饰经过的举办，低聚核酸物质妨害了电极表观的电子改变，衰弱了鲁米诺的氧化经过，ECL的发光强度低浸，ACE存正在时，造成的适配体-ACE惰性复合物会进一步衰弱ECL的强度，检测限低至0.06 pmol/L，正在蔬菜的ACE残留检测中拥有很大的现实行使潜力。四面体适配体的多面构造巩固了适配体和勾结本领，同时，AuNPs也可能催化H2O2，巩固该传感器的发光功能，提升了聪敏度。另表，为了提升检测功能，发光试剂一样装载正在多孔的纳米原料上，如介孔原料、多孔金属氧化物、MOF等原料上，提升发光试剂的装载量。MOF的空心构造有用低浸了纳米原料的电阻，可行为有用装载ACE适配体的载体。Tang Feiyan等开辟了一种基于纳米复合原料改性电极的ECL传感器，该管事合成了UCNPs功用化的沸石咪唑酯骨架纳米复合原料勾结MIPs，当差异浓度的IMD行为靶标分子被吸附时，电集中要求下发作的空腔被攻克，ECL信号强度也产生了转移。该复合原料改性电极拥有必然的多面构造，再现出增光的ECL功能，信号强度大且太平，对IMD的检测限低至0.04 pmol/L。公多半发射器需求融化正在有机溶剂中或固定正在电极表观以杀青ECL发射，拥有必然的毒性而且存正在繁复的象征次序和短发射波长。Qi Hongjie等合成了Ir（III）配合物并将其用作ECL发射器（图4B），该发射器合成容易、本钱低，对DNA的G-四链体有很强的嵌入本领。使用该特征，ACE存正在时可激活HCR对信号举办放大，天生大方的G-四链体，Ir（III）配合物被G-四链体锁定，无法向管事电极扩散，ECL信号强度削弱，检测限低至0.23 pmol/L，杀青了对ACE的无酶、免象征和高聪敏的ECL检测。

　　ECL生物传感器与荧光和电化学办法比拟，拥有动态畛域宽、信噪比低、聪敏度高、操作容易等便宜。近年来，人们通过引入各式新型纳米原料提升ECL传感器的功能，尽力于开辟新型ECL传感器，需求探寻新的ECL底物、固定形式、分子识别元件和信号巩固办法，以夸大其正在差异界限的行使。

　　SERS可能杀青对多种明白物的“分子指纹识别”，通过采撷分子振动识别其含量，这种办法曾经行使于从幼分子物质到卵白质的广大明白物的敏锐检测。SERS传感用拥有操作容易、反映疾速、聪敏度和特异性高、无标签和太平性上等明显便宜。

　　现有的SERS传感器，因为繁复的食物基质存正在生物滋扰，农药的检测依旧拥有很大的离间性，4-(巯基甲基)苯甲腈（MBN）拥有很强的拉曼峰，可能有用撤消食品基质中生物分子的光学滋扰，常行为SERS传感器拉曼探针。Sun Yue等开辟了一种抗滋扰SERS适配体传感器用于食物中ACE的残留检测（图5A），将聚腺嘌呤（polyA）相联的适配体和MBN共价勾结正在AuNPs上合成拉曼探针（MBN-AuNPs-Aptamer），偶联cDNA的AgNPs藻饰的硅片（AgNPs@Si）行为SERS衬底。ACE与适配体勾结，阻拦MBN-AuNPs-Aptamer-cDNA--AgNPs@Si）杂交的造成，使拉曼信号低浸，该政策对食物中ACE残留的现实样本痕量检测有很大的行使潜力，线 nmol/L，检测限低至6.8 nmol/L。将MBN行为拉曼标签可能避免现实检测样本中其他有机物存正在时的滋扰，且使用polyA将适配体功用化正在AuNPs上，办法容易，避免了巯基基团的引入对适配体亲和力的影响。该团队又以双金属金-银纳米长方体（AuNR@Ag）相联固定抗原和MBN行为拉曼探针，以IMD抗体功用化的Fe3O4磁性纳米颗粒行为信号巩固剂，构修了一种逐鹿性免疫传感器用于检测IMD（图5B）。IMD和固定抗原逐鹿勾结特异性抗体，更少的MBN发作SERS信号，凯旋行使于现实样品中IMD的测定，线 nmol/L，检测限低至9.58 nmol/L，接管率高达96.8%～100.5%。以MBN行为拉曼标签有用撤消了有机污染物的滋扰，Fe3O4磁性纳米颗粒增大了拉曼探针的负载面积，简化了差别经过。因为农药行使的繁复性，与简单农药的检测比拟，对多种农药的同时检测更能餍足人们的需求。Zhou Jie等征战了一种新的SERS政策（图5C），通过适配体构造的变换检测SERS信号的转移。采用AgNPs装点拥有柔性和黏附性的集中酶链式反响密封膜（PCR-M）行为SERS底物，适配体藻饰正在PCR-M上，因为PCR-M的黏附性可急速拘捕ACE，导致适配体的构造从“水准”变为“笔直”，因为适配体序列腺嘌呤拥有宏大的SERS信号，导致信号增补，该办法经过容易、太平性好、重现性好，且与上述管事比拟拥有较好的聪敏度，检测限低至1 nmol/L，可用于农业产物中农药残留的检测。

　　虽然SERS传感器已被注明是一种很有出息的急速农药明白检测器械，但目前的商酌仍处于早期阶段，依旧存正在极少离间。比方SERS对拥有相像构造本质和拉曼活性的同系物挑选性较差，难以杀青农药多残留同步明白；农产物基质的SERS信号易与农药分子的SERS图谱重合，基质效应首要；且极少农药因构造题目难以通过直接检测将其识别。

　　SPR生物传感器道理是介质传感界面的折射率产生转移，从而惹起共振汲取的角度或共振汲取光谱的波长产生位移。SPR传感用拥有本钱低、耗时短、精确率上等便宜，已被广大行使于各个商酌界限，并逐步行使于农药检测中。

　　抗体常用以SPR生物传感器行为多种农药同时检测的识别元件。微流控芯片是一种正在微米巨细的通道中支配微流控流体的本事，能杀青“前打点检测一体化”，是多靶标检测的有力器械，Wang Shenghan等将SPR本事和微流控本事勾结起来，提出了一种基于SPR的纳米等离子体芯片，该芯片集成了多通道光谱成像编造，采用逐鹿性勾结免疫明白法对IMD和氟虫腈等农药举办急速筛选和检测（图6A），正在农药-抗体混淆物中，倾向农药起首攻克抗体勾结位点，然后正在微流控通道中滚动时，残留的未勾结抗点与纳米等离子体芯片上的半抗原勾结，导致SPR峰移位，该芯片拥有体积幼、通量高、光学装备恳求容易等便宜，IMD的检测限为0.57 μmol/L。因为农药的分子质料分表低，使得基于卵白质探针直接检测的办法拥有离间性，公多半都是基于逐鹿性免疫明白，为了简化检测经过且同时餍足多种新烟碱类农药的检测，Chang Tingwei等提出了一种基于新烟碱类农药气息勾结卵白2A检测多种新烟碱类农药的办法（图6B），当NEOs与AuNPs上的OBP2勾结时，使用数字纳米等离子体衡量软件记载并较量以局域表观等离子共振（LSPR）峰为核心的A和B两个相邻波长波段的散射像强度，同时研讨了这两个频段的峰移和相对强度转移，LSPR信号取得了明显巩固，然后计划光谱图像比照度行为信号反映。该办法对新烟碱类IMD、ACE和DNF的检测限极好，分歧为5.5、6.7 nmol/L和22.3 nmol/L。

　　固然SPR传感用拥有良多便宜，不过因为其正在繁复或阴恶境况符合本领差，局限了SPR传感器的行使。以是提升SPR传感器正在新烟碱类农药残留检测中的聪敏度、太平性和特异性成为该界限的商酌热门。

　　LFT是一种基于探针靶标识别和色谱差此表本事，拥有本钱低、操作容易急速、基于肉眼的直观结果等上风，被广大行使于食物和境况监测。

　　信号象征物是确定LFT检测聪敏度的首要身分，好的象征物会使LFT拥有更高的聪敏度和更佳的太平性，个中将纳米原料象征正在抗体上行为信号分子拥有造备容易、太平、显色水准好等上风。基于QDs的LFT已被开辟出来，Wang Shuangjie等开辟了一种基于QDs的荧光侧流免疫层析明白法，勾结广大特异性抗体用于检测样板的新烟碱类农药（IMD、氯噻啉和噻虫胺），视觉检测限为2～3.9 nmol/L，条带试验可能正在30 min内达成。与QDs比拟，AuNPs更太平，不会被样本的繁复基质猝灭。Sheng Enze等将抗体与SERS本事勾结，造备了基于SERS散射的横向滚动试验条（SERS-LFT）对氯噻啉、IMD、乙氧氟草醚3 种农药举办检测（图7A），采用逐鹿性免疫勾结法同时检测3 种农药。将SERS信号分子4-硝基苯酚（4-NTP）包裹正在两种金属之间（Ag4-），将3 种农药明白物的特异性抗体与SERS信标分子偶联（Ag4--氯噻啉、Ag4--IMD、Ag4--乙氧氟草醚），喷洒到勾结垫上，正在硝酸纤维素膜上造备3 个测试线 种农药的特异性抗原），用于多残留检测。农药分子与Ag4-NTP@Au-抗体逐鹿勾结T线上的抗原，SERS信号的强度与样品浓度呈正比。抗体和抗原之间的逐鹿性免疫勾结确保了3 种农药不会互干系扰，这使同时检测3 种农药成为可以。

　　Apt-LFTs正在幼分子检测方面再现出优秀的行使远景。Mao Minxin等策画了一种纳米探针（图7B），初度构修了Apt-LFTs，发明cDNA长度和序列是该逐鹿反响的环节，获取了拥有ACE适配体勾结环节碱基的特异性cDNA序列。当ACE存正在时适配体优先与之勾结，不行滚动至相应地位举办显色，凯旋行使于番茄和油菜样品中ACE的急速检测，检测限为1.48 nmol/L。然而，基于Apt-LFT的开展仍远远掉队，响合年华长等纰谬也首要妨害了Apt-LFT条带正在境况和食物中幼分子污染物现场检测中的行使。近年来，该课题组为通晓决这一题目引入了一种纳米酶，构修了一种显色底物集成和纳米酶扩增的Apt-LFTs明白试条，使显色底物正在条带中主动延迟递送而无须其他操作，检测限为0.76 nmol/L，只需求10 min就能看到检测结果。

　　LFT检测平台拥有幼型化、检测速度速、易于贸易化等便宜，可正在差异食物基质中凯旋行使，为农药检测拓荒了一条简明、高效、高通量的新途径，但目前的商酌较少。

　　新烟碱类农药因其坐褥界限大、行使广大且对人类有潜正在的毒性，激励社会越来越多的眷注，农药残留以及污染基质的繁复性，急切需求聪敏、容易、精确的农药残留检测本事。生物传感器本事因其拥有容易、急速、可及时监控等特征正在新烟碱类农药残留检测中的行使越来越广大。因为高特异、高聪敏识别元件的引入，以及各式信号转导本事，各式生物传感器杀青了对繁复样品中农药残留的痕量明白。正在过去的几年里，生物传感器的急速开展餍足了商场和社会需求。正在本文中，起首总结了与各式农药特异性勾结的识别原件。然后编造地议论了目前新烟碱类农药残留高聪敏挑选性检测的生物传感器的商酌进步，搜罗电化学传感器、荧光传感器、比色传感器、ECL传感器、基于SERS的适配传感器等。另表，还客观地议论了每种生物传感器正在农药检测的现实行使中的上风、潜正在的限度性和此刻面对的离间。最终，对来日的趋向举办了预测。

　　固然这些生物传感器正在监测农药污染方面有很好的潜力，并赢得了必然的凯旋，但目前仍存正在各式有待处置的题目：1）简化样本的前打点举措，固然各生物传感器有拥有反映速、聪敏度和特异性上等便宜，但仍需求必然的前打点举措，且繁复的食物样基质会影响检测结果的精确性。比方微流控芯片拥有集成化、便携性强、响合年华速、本钱低、样品平行检测等便宜，但检衡量较低，对样品预打点恳求高。需简化现实样本前打点举措，朴素检测年华和本钱；2）通过引入差异的检测政策、拥有优异识别本领的新型识别单位及信号放大器械，提升对靶标的挑选性和敏锐性，且同时职掌本钱。比方编削纳米原料的样子、对多种纳米原料举办掺杂揉合和开辟新型纳米原料等，提升适配体、抗体、纳米酶、MIPs的功能，明显提升挑选性和太平性；3）与其他本事勾结起来，缩短检测的年华，煽动商品化的转化。固然基于生物传感器的研发良多，但仍只实用于试验室，难以贸易化；4）与微流控等平台勾结，杀青同时多种农药品种的检测，同时避免多倾向、多线、多标签识别元件的交叉反响和互相影响。近年来，合于ACE和IMD两种新烟碱类农药检测的商酌越来越多，但对其他几种新烟碱类农药的残留检测及其代谢产品残留眷注较少，比方，已有商酌阐明IMD烯烃对蜜蜂的毒性是原始IMD的2 倍，故需开辟同时检测多种新烟碱类农药及其代谢产品的检测政策，对其与其代谢物举办同时监测；5）勾结微型化设置和无线收集，通过智内行机等手持设置将反映值转化为可视的数字信号，简化数据打点，急速将检测结果转达到任职器，使现场检测平台可能正在试验室表行使。

　　生物传感用拥有特此表上风，正在农药检测中施展了首要用意，然而，与气相色谱/液相色谱-质谱联用办法等法式仍存正在必然的差异。信任跟着商酌的深刻，生物传感器来日将会取得进一步的增加，以至正在食物新烟碱类农药残留检测中取得广大行使。

　　本文《生物传感器正在新烟碱类农药残留检测中的行使商酌进步》泉源于《食物科学》2024年45卷15期316-328页。作家：李瑶，涂济源，罗可馨，廖唐斌，孙忠月。DOI:10.7506/spkx0922-214。点击下方阅读原文即可查看作品联系音信。

　　为深刻斟酌来日食物正在大食品观框架下的革新开展时机与离间，煽动产学研用各界的相易团结，由北京食物科学商酌院、中国肉类食物归纳商酌核心及中国食物杂志社《食物科学》杂志、《Food Science and Human Wellness》杂志、《Journal of Future Foods》杂志主办，西华大学食物与生物工程学院、四川旅游学院烹调与食物科学工程学院、西南民族大学药学与食物学院、四川轻化工大学生物工程学院、成都大学食物与生物工程学院、成都医学院检讨医学院、四川省农业科学院农产物加工商酌所、中国农业科学院都会农业商酌所、四川大学农产物加工商酌院、西昌学院农业科学学院、宿州学院生物与食物工程学院、大连民族大学人命科学学院、北京说合大学保健食物功用检测核心联合主办的“第二届大食品观·来日食物科技革新国际研讨会”即将于2025年5月24-25日正在中国 四川 成都召开。