一、产品简介：

　　农药是正在食物或农产物的种植、加工、贮存和运输经过中，为了进步作物产量和农产物格料，用于防止、取消、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）渐渐起色为行使最渊博的农药之一。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感化，但也有探究表白NEOs进入人体后可通过血液轮回正在器官中积蓄，于是拥有必定的致癌性、遗传毒性和免疫毒性等。目前古代的新烟碱类农药残留检测措施可能精准地检测农药，但仍拥有必定部分性。

　　湖北中医药大学考验学院的李瑶、孙忠月*，湖北时珍测验室的廖唐斌*等体例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措施，以期为农药残留检测的研发供应更多的思绪。

　　生物传感器寻常是指对生物分子敏锐并可运用生物化学响应将生物分子的某些音信定量转化为可测信号的信号转换体例，平淡由生物识别元件和信号转换器两一面组成。检测新烟碱类农药残留生物传感器的识别原件征求抗体、适配体、幼分子、分子印迹会合物（MIPs）、气息贯串卵白和酶等。近年来，探究者们计划开垦了多种传感器用于新烟碱类农药残留的检测，首要征求电化学生物传感器、荧光生物传感器、比色生物传感器和表貌巩固拉曼光谱（SERS）散射生物传感器等。表1汇总了分别类型生物传感器对新烟碱类农药残留检测景况。

　　电化学生物传感器采用固定电极举动基本电极，将生物活性分子举动分子识别物固定正在电极表貌，然后通过生物分子间的特异性识别感化，正在电极表貌捕捉倾向分子，将生物浓度信号蜕化为电流、电阻、电势以及电容等可衡量的电信号举动反应信号，从而完成对倾向分解物的定量或定性分解。正在良多处事中，学者们平淡采用各式信号放大战术如基于纳米质料的放大、杂交链式响应（HCR）等取得更高的灵活度。因为电化学生物传感用拥有灵活度高、分解速度速、本钱低、操作方便等好处，已渐渐成为检测境遇和食品中农药残留最常用的传感器。按照检测措施可将电化学生物传感器分为免标识型电化学生物传感器和标识型生物传感器。

　　基于阻抗法的电化学传感器是模范的免标识型电化学生物传感器，电极界面性子的改观会惹起电化学阻抗的革新，电极表貌上的探针分子正在捕捉靶标前后会革新界面的电容、双电层等，从而惹起电阻抗信号的改观。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念的信号放大基底质料。Madianos等将PtNPs横向陈设浸积正在叉指电极之间，适配体共价固定正在性能化的PtNPs上（图1A），当ACE与适配体贯串时，电子变动受阻导致电阻抗增多，进而完成对ACE的检测，与古代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灵活度，检测限低至1 pmol/L。运用多孔质料增多电极表貌的探针负载量是另一种放大电流信号的有用措施。上述措施均不须要特地增加氧化还原活性物质，拥有操作方便、本钱低、采取性高、灵活度上等好处。

　　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标识型电化学生物传感器的电信号举办检测。Mei Xinliang等造备了一种运用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因其亲水的轮廓面和疏水的内腔，能和DNF酿成主客体包结物，惹起DPV信号的革新，β-CD不单可能采取性地识别DNF，还可能与聚己内酯一道酿成多孔机合，使该柔性电极拥有杰出的电子变动结果和吸附材干，检测限为0.05 μmol/L，得胜行使于大米中DNF的残留检测。另有少少探究通过增加氧化还原活性物质惹起电流电势的革新完成对农药幼分子的免标识检测，如PB。比方，Liu Chao等通过优化读数措施，运用DPV形式对IMD和PB惹起的信号举办比率读数，进步了检测的切实性（图1B），正在柔性印刷电极上对AuNPs、PB和β-CD举办复合妆饰，PB举动参考信号，β-CD能和IMD酿成一个稳固的主客体包结物，检测限为58.67 nmol/L，PB惹起的参考电流正在分别浓度IMD条目下显示出明显的稳固性，与单信号形式比拟进步完结果的切实性。另有很多探究通过正在电极表貌将分此表纳米质料复合正在一道，多重信号放猛进步检测的灵活度。Shi Xiaojie等运用纳米复合质料构修了一个拥有双信号放大的免标识适配体传感器检测ACE。正在石墨烯上浸积AgNPs（rGOAgNPs），为后续的质料固定化和电流信号放大供应了较大的比表貌积。随后，PB标识的AuNPs（PB-AuNPs）通过电浸积措施固定到rGO-AgNPs表貌，进一步放大了电信号输出，运用rGo-AgNPs的导电率和PB-AuNPs的催化感化完成了双放大效应，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的免标识电化学适配体传感器（图1C），电浸积原位造备的3D-CS/rGO/GCE大猛进步了自己的电导率和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随后与钼酸盐响应发作电化学信号；当ACE存正在时，适配体和ACE的贯串滞碍DNA自拼装，电流信号削弱。基于三维多孔电极和DNA自拼装战术对电流信号举办了双重放大，拥有较好的检测灵活度，检测限低至71.2 fmol/L，比其他免标识类传感器的检测灵活度高100 倍把握，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）等纳米质料举动信号标签，酿成探针-靶标复合物后发作电信号改观称为标识型电化学生物传感器，平淡能完成更灵活和更通用的检测。

　　农药幼分子免疫原性差，寻常来讲，抗体对农药分子惟有一个识别位点，平淡须要通过逐鹿法举办农药残留的检测。Pérez-Fernández等开垦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机合对水中IMD举办检测。与古代的高效液相色谱-质谱法和酶联免疫吸附试验法比拟，该传感器的反应限造更广、检测限更低，为24 pmol/L。该课题组为了进一步改正传感器功能，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和辣根过氧化物酶标识的IMD直接举办逐鹿响应，AuNP的引入不单进步了传感界面的比表貌积，并且改正了传感器的电子功能，增多了探针的妆饰数目。与之前的处事比拟，这种直接逐鹿的机造更方便，避免了二抗的行使，缩短了反当令间，低浸了测验本钱，已得胜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等采用氨基性能化金属有机框架（MOF）（UiO-66-NH 2 ）对GCE举办改性，该框架拥有较大的比表貌积，含有大宗的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捕捉探针，靶标分子存正在时和UiO-66-NH 2 上的固定抗原逐鹿性贯串捕捉探针，通过磁分别使UiO-66-NH 2 与磁珠分别，运用DPV检测Cd 2+ 和Pb 2+ 的峰值电流，对TRS和THD举办同时检测，检测限永别为0.98 nmol/L和0.34 nmol/L。该MOF拥有特此表孔隙机合和高表貌积，可吸附分此表金属离子发作分此表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、易妆饰等好处，常用作标识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）性能化的金-石墨烯量子点纳米杂化物（Arg/Asp-GQD-Au），Arg/Asp-GQD-Au供应石榴样机合和肖特基异质机合，拥有优异的催化活性。ACE和氧化笑果（OMT）永别与双链DNA（dsDNA）中各自的适配体DNA杂交，开释辅帮链DNA和Arg/Asp-GQD-Au标识的信号DNA杂交，触发DNA轮回，并将一个氧化还原探针带到电极表貌，通过DNA轮回，一个倾向分子可能将很多氧化还原探针变动到电极表貌，发作明显放大的信号，线 nmol/L，检测限低至0.17 fmol/L。该处事对多种纳米质料复合，进步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战术。近来，Wang Jiasheng等构修了一种基于掺杂导电会合物聚吡咯（PPy）的氮掺杂石墨烯（NG）纳米复合质料（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贯串，ACE存正在时，ACE逼迫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，两种形式检测限永别低至0.49 pmol/L、0.15 fmol/L，通过运用各形式的上风，这两种措施彼此验证，进步了切实性，与单形式比拟拥有更牢靠和切实的分解结果。

　　电化学传感器因为拥有易微型化、操作方便、测定结果敏捷切实的特质，正在新烟碱类农药残留分解范围潜力宏大。但仍有少少题目须要预防，如电极表貌妆饰质料中的稳固性，现实样品基质中糖类、卵白质等带来的扰乱。于是，须要开垦更拥有立异性的战术从而完成更好、更精准的农药残留检测。

　　荧光生物传感器是贯串荧光本领，运用待测物与生物识别元件之间的彼此感化发作光学信号，通过光电信号转换而完成待测物的定性定量分解，拥有开发方便、分解灵活度上等好处，已正在临床疾病诊断、食物境遇分解等繁多范围取得了渊博的行使。按照检测战术将荧光生物传感器分为荧光信号掀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渊博的纳米质料荧光剂。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适配体的存不才，适配体纠集到cCD的表貌，cCD的荧光被一面猝灭，跟着ACE的到场，适配体与ACE贯串而远离cCD，cCD的荧光得以还原，检测限为0.3 nmol/L（图2A）。拥有特异性识别位点的MIPs已被渊博行使于丰富基质中靶标的采取性识别，拥有稳固性好、价钱低等好处。Dai Yin等开垦了一种基于MIPs的比率荧光生物传感器用于高采取性现场检测TMX（图2B）。起初运用MIPs将蓝色碳点（B-CDs）包裹，供应反应信号，而赤色碳点（R-CDs）举动内部参考。跟着TMX浓度的增多，MX可能进入印迹腔与B-CDs轮廓面彼此感化，导致蓝色荧光增多，而赤色荧光维持褂讪，从而酿成了一个“荧光信号掀开”的比率荧光传感器，检测限为13.5 nmol/L。该响应也可通过视觉识别，检测限为70.1 ng/mL，当传感器与智老手机上的色彩识别行使步骤举办接口时，荧光音信被及时捕捉和分解，完成了TMX的现场定量。与古代的有机荧光团和QDs比拟，UCNP拥有发射峰窄、毒性低等明显上风。Guo Yirong等扶植了一种基于GO和UCNPs的荧光免疫测定法（图2C），UCNP标识的抗体和GO上固定的抗原彼此感化，触发荧光共振能量变动，跟着IMD浓度的增多，GO上的固定抗原和IMD爆发逐鹿响应，荧光强度还原，检测限造宽至0.3～195.6 nmol/L，且检测岁月可独揽正在1 h以内，为食物和境遇样品中IMD的敏捷检测供应了一种灵活的措施。该措施耗时短、操作方便、不须要丰富的前照料步伐，可得胜行使于废水、自来水和西红柿中ACE的测定。可是，纳米质料-抗体偶联物的合成还存正在清贫，Li Hongxia等计划了一种荧光信号反应战术规避了该题目（图2D），将金纳米簇锚定正在氢氧化钴（CoOOH）纳米片上酿成纳米复合质料，导致荧光强度明显低浸，通过引入或许触发CoOOH纳米片了解的抗坏血酸，可有用逆转猝灭效应，因为抗坏血酸诱导的相应荧光响应与抗体标识的碱性磷酸酶（ALP）活性相合，通过逐鹿免疫响应后，ALP标识的抗体可与固定化抗原相贯串，可调理检测平台的荧光改观对IMD举办检测，检测限是5.1 nmol/L，灵活度是古代酶联免疫吸附试验法的60 倍，该措施不单为农药检测启示了新的远景，并且为荧光免疫分解供应了有用的战术。

　　“荧光信号合上”型荧光生物传感器的处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）平淡被用于荧光信号合上战术中探针-靶标复合物的分别从而低浸未响应荧光质料的扰乱。Sun Nana等计划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特异性贯串导致cDNA-UCNPs与apt-MNPs分别，并通过表部磁铁举办分别，导致荧光强度低浸，正在最优条目下，荧光强度改观率正在0.1～1.2 μmol/L限造内与ACE浓度呈正比，检测限为2.9 nmol/L。得胜地行使于检测水稻、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，采用表貌分子印迹本领合成了拥有核壳机合的磁性MIPs，造备了Fe 3 O 4 @SiO 2 @MIPIL荧光传感器对IMD举办检测，IMD与二烯基离子液体性能单体之间的电子变动导致了Fe 3 O 4 @SiO 2 @PIL的荧光猝灭，正在1 min内敏捷猝灭传感器的荧光，检测限为0.3 nmol/L。该探究通过正在磁表貌贯串MIPs降服模板分子嵌入会合物中、模板分子未一律洗脱等谬误，进步了MIPs和靶标的贯串材干。

　　虽然荧光传感器有很高的灵活度和可控性，但这些传感器大家拥有丰富的信号反应机造，且荧光染料及少少纳米质料显示出各式部分性，如荧光易漂白、生物毒性、强荧光配景和不稳固的化学性子等，应简化测验步骤，构修新型荧光探针，进一步进步传感功能。

　　比色传感器的处事道理是基于比色响应，通过化合物或化合物组与被称为“致色（或彩色）试剂”的物质爆发变色响应，举办定性和定量的剖断，拥有肉眼可见、操作便利、检测速度速等好处。AuNPs和AgNPs因其拥有比表貌积大、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有的光学个性，被渊博行使于比色传感器。

　　良多探究通过以适配体举动识别原件，将适配体妆饰正在AuNPs上，惹起适配体机合改观，导致AuNPs纠集散开形态的革新，从而惹起比色信号的革新，构修方便敏捷的比色传感器。Shi Huijie等将AuNPs行使到比色传感器中检测ACE（图3A），正在靶标的感化下，适配体的构象从“无规卷曲”改观到“发夹机合”，AuNPs颗粒纠集，惹起色彩改观，检测限低至5 nmol/L，完成了比色法正在的确泥土样品中ACE的检测。Yang Limin等按照dsDNA和单链DNA（ssDNA）妆饰的AuNPs对盐诱导纠集的稳固性分别，完成了对ACE超灵活和高采取性的检测（图3B）。适配体和cDNA杂交共价贯串到AuNPs上（dsDNA-AuNP），正在0.15 mol/L NaCl溶液中不稳固且纠集，溶液色彩从赤色变为紫色。正在ACE的存不才，适配体从DNA双链体解杂交与AuNPs解离，ssDNA-AuNP正在0.15 mol/L NaCl溶液中稳固且散开，并吐露赤色。因为DNA妆饰的UCNPs和DNA妆饰的AuNPs之间存正在荧光内滤效应，将吸守信号蜕化为荧光信号，可能有用巩固传感编造的灵活度。ACE存正在时，AuNPs吸光度的改观可能转化为DNA妆饰的UCNPs荧光指数改观，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措施用于比色测定ACE（图3C），起初将适配体、cDNA、AuNPs和琼脂糖磁珠（MABs）贯串正在一道造备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表貌，正在与ACE接触时，因为dsDNA的“刷状”形态切换到ssDNA的“煎饼”形态，可能低浸的催化活性，发作色彩改观，检测限为1 nmol/L，所有检测经过可能正在打针器中统统杀青，为此后完成农药残留现场检测供应了新思绪。以上结果表白，所计划的适配体传感器对农药诱导的适配体构象改观拥有较高的敏锐性。

　　另有探究以酶和幼分子举动比色传感器识别元件对新烟碱类农药举办检测。Zhao Ting等开垦了一种基于酶的比色传感器阵列对IMD、草甘膦等8 种农药举办方便的划分和检测（图3D）。因为乙酰胆碱酯酶水解材干受分别农药的影响，通过水解乙酰硫代胆碱发作分别浓度的硫代胆碱，硫代胆碱通过Au-S键与AuNPs贯串，导致AuNPs爆发纠集，发作色彩改观，视觉上对统统农药的检测限均幼于0.15 mmol/L。该处事通过引入酶，将分别分解物的检测转化为简单物质的检测，简化了测验步伐和检测本钱，相应的数据结果可通过智老手机轻松取得。与AuNPs近似，AgNPs也能正在溶液中显示出色彩改观。

　　比色传感器因为其本钱效益、灵活度和稳固性，可用于方便、敏捷的现场检测，正成为很多测验室常用的检测平台。纳米质料的到场正在必定水平前进步了灵活度。然而，行使比色传感平台分解丰富的现实样本存正在必定的离间。另表，腾贵的试剂和不稳固性也限度了它们的现实行使。于是，这些题目须要正在异日进一步探究治理。

　　ECL生物传感器是通过正在电极上施加必定的电压使电极响应产品之间或电极响应产品与溶液中某组分之间举办化学响应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好处，如高灵活度、极低的检测限、较宽的线性限造、仪器方便、操作便利、易于完成自愿化等。

　　因为AuNPs的催化活性，常用于ECL编造催化发光底物，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）。起初造备了AuNPs-四面体适配体纳米机合（Au-TAN），将鲁米诺和过氧化氢举动响应底物，正在H 2 O 2 存正在的景况下，鲁米诺正在表加电压的感化下被氧化成勉励状态举动ECL发射器，跟着妆饰经过的举办，低聚核酸物质拦阻了电极表貌的电子变动，减少了鲁米诺的氧化经过，ECL的发光强度低浸，ACE存正在时，酿成的适配体-ACE惰性复合物会进一步减少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机合巩固了适配体和贯串材干，同时，AuNPs也可能催化H2O2，巩固该传感器的发光功能，进步了灵活度。另表，为了进步检测功能，发光试剂平淡装载正在多孔的纳米质料上，如介孔质料、多孔金属氧化物、MOF等质料上，进步发光试剂的装载量。MOF的空心机合有用低浸了纳米质料的电阻，可举动有用装载ACE适配体的载体。Tang Feiyan等开垦了一种基于纳米复合质料改性电极的ECL传感器，该处事合成了UCNPs性能化的沸石咪唑酯骨架纳米复合质料贯串MIPs，当分别浓度的IMD举动靶标分子被吸附时，电会合条目下发作的空腔被霸占，ECL信号强度也爆发了改观。该复合质料改性电极拥有必定的多面机合，显示出生色的ECL功能，信号强度大且稳固，对IMD的检测限低至0.04 pmol/L。大大都发射器须要熔解正在有机溶剂中或固定正在电极表貌以完成ECL发射，拥有必定的毒性而且存正在丰富的标识步骤和短发射波长。Qi Hongjie等合成了Ir（III）配合物并将其用作ECL发射器（图4B），该发射器合成方便、本钱低，对DNA的G-四链体有很强的嵌入材干。运用该个性，ACE存正在时可激活HCR对信号举办放大，天生大宗的G-四链体，Ir（III）配合物被G-四链体锁定，无法向处事电极扩散，ECL信号强度削弱，检测限低至0.23 pmol/L，完成了对ACE的无酶、免标识和高灵活的ECL检测。

　　ECL生物传感器与荧光和电化学措施比拟，拥有动态限造宽、信噪比低、灵活度高、操作方便等好处。近年来，人们通过引入各式新型纳米质料进步ECL传感器的功能，全力于开垦新型ECL传感器，须要物色新的ECL底物、固定形式、分子识别元件和信号巩固措施，以增加其正在分别范围的行使。

　　SERS可能完成对多种分解物的“分子指纹识别”，通过收集分子振动识别其含量，这种措施仍旧行使于从幼分子物质到卵白质的渊博分解物的敏锐检测。SERS传感用拥有操作方便、反应急忙、灵活度和特异性高、无标签和稳固性上等明显好处。

　　现有的SERS传感器，因为丰富的食物基质存正在生物扰乱，农药的检测已经拥有很大的离间性，4-(巯基甲基)苯甲腈（MBN）拥有很强的拉曼峰，可能有用取消食品基质中生物分子的光学扰乱，常举动SERS传感器拉曼探针。Sun Yue等开垦了一种抗扰乱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）贯串的适配体和MBN共价贯串正在AuNPs上合成拉曼探针（MBN-AuNPs-Aptamer），偶联cDNA的AgNPs妆饰的硅片（AgNPs@Si）举动SERS衬底。ACE与适配体贯串，滞碍MBN-AuNPs-Aptamer-cDNA--AgNPs@Si）杂交的酿成，使拉曼信号低浸，该战术对食物中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举动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扰乱，且运用polyA将适配体性能化正在AuNPs上，措施方便，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）贯串固定抗原和MBN举动拉曼探针，以IMD抗体性能化的Fe3O4磁性纳米颗粒举动信号巩固剂，构修了一种逐鹿性免疫传感器用于检测IMD（图5B）。IMD和固定抗原逐鹿贯串特异性抗体，更少的MBN发作SERS信号，得胜行使于现实样品中IMD的测定，线 nmol/L，检测限低至9.58 nmol/L，接受率高达96.8%～100.5%。以MBN举动拉曼标签有用取消了有机污染物的扰乱，Fe3O4磁性纳米颗粒增大了拉曼探针的负载面积，简化了分别经过。因为农药行使的丰富性，与简单农药的检测比拟，对多种农药的同时检测更能知足人们的需求。Zhou Jie等扶植了一种新的SERS战术（图5C），通过适配体机合的革新检测SERS信号的改观。采用AgNPs装饰拥有柔性和黏附性的会合酶链式响应密封膜（PCR-M）举动SERS底物，适配体妆饰正在PCR-M上，因为PCR-M的黏附性可敏捷捕捉ACE，导致适配体的机合从“秤谌”变为“笔直”，因为适配体序列腺嘌呤拥有健旺的SERS信号，导致信号增多，该措施经过方便、稳固性好、重现性好，且与上述处事比拟拥有较好的灵活度，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传感器已被说明是一种很有出途的敏捷农药分解检测用具，但目前的探究仍处于早期阶段，已经存正在少少离间。比方SERS对拥有相像机合性子和拉曼活性的同系物采取性较差，难以完成农药多残留同步分解；农产物基质的SERS信号易与农药分子的SERS图谱重合，基质效应紧张；且少少农药因机合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爆发改观，从而惹起共振吸取的角度或共振吸取光谱的波长爆发位移。SPR传感用拥有本钱低、耗时短、切实率上等好处，已被渊博行使于各个探究范围，并渐渐行使于农药检测中。

　　抗体常用以SPR生物传感器举动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利用微流控流体的本领，能完成“前照料检测一体化”，是多靶标检测的有力用具，Wang Shenghan等将SPR本领和微流控本领贯串起来，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体例，采用逐鹿性贯串免疫分解法对IMD和氟虫腈等农药举办敏捷筛选和检测（图6A），正在农药-抗体羼杂物中，倾向农药起初霸占抗体贯串位点，然后正在微流控通道中活动时，残留的未贯串抗点与纳米等离子体芯片上的半抗原贯串，导致SPR峰移位，该芯片拥有体积幼、通量高、光学装备央求方便等好处，IMD的检测限为0.57 μmol/L。因为农药的分子质料万分低，使得基于卵白质探针直接检测的措施拥有离间性，大大都都是基于逐鹿性免疫分解，为了简化检测经过且同时知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贯串卵白2A检测多种新烟碱类农药的措施（图6B），当NEOs与AuNPs上的OBP2贯串时，运用数字纳米等离子体衡量软件纪录并对照以局域表貌等离子共振（LSPR）峰为核心的A和B两个相邻波长波段的散射像强度，同时斟酌了这两个频段的峰移和相对强度改观，LSPR信号取得了明显巩固，然后企图光谱图像比照度举动信号反应。该措施对新烟碱类IMD、ACE和DNF的检测限极好，永别为5.5、6.7 nmol/L和22.3 nmol/L。

　　固然SPR传感用拥有良多好处，可是因为其正在丰富或阴毒境遇顺应材干差，限度了SPR传感器的行使。于是进步SPR传感器正在新烟碱类农药残留检测中的灵活度、稳固性和特异性成为该范围的探究热门。

　　LFT是一种基于探针靶标识别和色谱分此表本领，拥有本钱低、操作方便敏捷、基于肉眼的直观结果等上风，被渊博行使于食物和境遇监测。

　　信号标识物是决策LFT检测灵活度的紧要要素，好的标识物会使LFT拥有更高的灵活度和更佳的稳固性，个中将纳米质料标识正在抗体上举动信号分子拥有造备方便、稳固、显色水平好等上风。基于QDs的LFT已被开垦出来，Wang Shuangjie等开垦了一种基于QDs的荧光侧流免疫层析分解法，贯串渊博特异性抗体用于检测模范的新烟碱类农药（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内杀青。与QDs比拟，AuNPs更稳固，不会被样本的丰富基质猝灭。Sheng Enze等将抗体与SERS本领贯串，造备了基于SERS散射的横向活动试验条（SERS-LFT）对氯噻啉、IMD、乙氧氟草醚3 种农药举办检测（图7A），采用逐鹿性免疫贯串法同时检测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 种农药分解物的特异性抗体与SERS信标分子偶联（Ag4--氯噻啉、Ag4--IMD、Ag4--乙氧氟草醚），喷洒到贯串垫上，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-抗体逐鹿贯串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贯串确保了3 种农药不会彼此扰乱，这使同时检测3 种农药成为也许。

　　Apt-LFTs正在幼分子检测方面显示出杰出的行使远景。Mao Minxin等计划了一种纳米探针（图7B），初次构修了Apt-LFTs，浮现cDNA长度和序列是该逐鹿响应的症结，取得了拥有ACE适配体贯串症结碱基的特异性cDNA序列。当ACE存正在时适配体优先与之贯串，不行活动至相应名望举办显色，得胜行使于番茄和油菜样品中ACE的敏捷检测，检测限为1.48 nmol/L。然而，基于Apt-LFT的起色仍远远落伍，响当令间长等谬误也紧张拦阻了Apt-LFT条带正在境遇和食物中幼分子污染物现场检测中的行使。近年来，该课题组为认识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分解试条，使显色底物正在条带中自愿延迟递送而无须其他操作，检测限为0.76 nmol/L，只须要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、易于贸易化等好处，可正在分别食物基质中得胜行使，为农药检测启示了一条轻省、高效、高通量的新途径，但目前的探究较少。

　　新烟碱类农药因其分娩范围大、行使渊博且对人类有潜正在的毒性，激励社会越来越多的体贴，农药残留以及污染基质的丰富性，急切须要灵活、方便、切实的农药残留检测本领。生物传感器本领因其拥有方便、敏捷、可及时监控等个性正在新烟碱类农药残留检测中的行使越来越渊博。因为高特异、高灵活识别元件的引入，以及各式信号转导本领，各种生物传感器完成了对丰富样品中农药残留的痕量分解。正在过去的几年里，生物传感器的敏捷起色知足了市集和社会需求。正在本文中，起初总结了与各式农药特异性贯串的识别原件。然后体例地斟酌了目前新烟碱类农药残留高灵活采取性检测的生物传感器的探究希望，征求电化学传感器、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，还客观地斟酌了每种生物传感器正在农药检测的现实行使中的上风、潜正在的部分性和目今面对的离间。结尾，对异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，并赢得了必定的得胜，但目前仍存正在各式有待治理的题目：1）简化样本的前照料步伐，固然各生物传感器有拥有反应速、灵活度和特异性上等好处，但仍须要必定的前照料步伐，且丰富的食物样基质会影响检测结果的切实性。比方微流控芯片拥有集成化、便携性强、响当令间速、本钱低、样品平行检测等好处，但检衡量较低，对样品预照料央求高。需简化现实样本前照料步伐，节流检测岁月和本钱；2）通过引入分此表检测战术、拥有优异识别材干的新型识别单位及信号放大用具，进步对靶标的采取性和敏锐性，且同时独揽本钱。比方编削纳米质料的样式、对多种纳米质料举办掺杂揉合和开垦新型纳米质料等，进步适配体、抗体、纳米酶、MIPs的功能，明显进步采取性和稳固性；3）与其他本领贯串起来，缩短检测的岁月，督促商品化的转化。固然基于生物传感器的研发良多，但仍只实用于测验室，难以贸易化；4）与微流控等平台贯串，完成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响应和彼此影响。近年来，合于ACE和IMD两种新烟碱类农药检测的探究越来越多，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体贴较少，比方，已有探究表白IMD烯烃对蜜蜂的毒性是原始IMD的2 倍，故需开垦同时检测多种新烟碱类农药及其代谢产品的检测战术，对其与其代谢物举办同时监测；5）贯串微型化开发和无线搜集，通过智老手机等手持开发将反应值转化为可视的数字信号，简化数据照料，敏捷将检测结果传达到效劳器，使现场检测平台可能正在测验室表行使。

　　生物传感用拥有特有的上风，正在农药检测中阐扬了紧要感化，然而，与气相色谱/液相色谱-质谱联用措施等尺度仍存正在必定的差异。信托跟着探究的深刻，生物传感器异日将会取得进一步的扩张，乃至正在食物新烟碱类农药残留检测中取得渊博行使。

　　本文《生物传感器正在新烟碱类农药残留检测中的行使探究希望》由来于《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。

　　为深刻商讨异日食物正在大食品观框架下的立异起色机会与离间，督促产学研用各界的互换合营，由北京食物科学探究院、中国肉类食物归纳探究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、成都医学院考验医学院、四川省农业科学院农产物加工探究所、中国农业科学院城市农业探究所、四川大学农产物加工探究院、西昌学院农业科学学院、宿州学院生物与食物工程学院、大连民族大学性命科学学院、北京共同大学保健食物性能检测核心联合主办的“第二届大食品观·异日食物科技立异国际研讨会”即将于2025年5月24-25日正在中国 四川 成都召开。