一、产品简介：

　　农药是正在食物或农产物的种植、加工、积蓄和运输流程中，为了提升作物产量和农产物格料，用于抗御、驱除、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）渐渐繁荣为运用最普及的农药之一。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，但也有琢磨声明NEOs进入人体后可通过血液轮回正在器官中积攒，因而拥有肯定的致癌性、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手段能够准确地检测农药，但仍拥有肯定节造性。

　　湖北中医药大学搜检学院的李瑶、孙忠月*，湖北时珍实践室的廖唐斌*等体例地总结了近年来生物传感器运用于新烟碱类农药残留的检测手段，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响应将生物分子的某些消息定量转化为可测信号的信号转换体例，经常由生物识别元件和信号转换器两部门组成。检测新烟碱类农药残留生物传感器的识别原件囊括抗体、适配体、幼分子、分子印迹会合物（MIPs）、气息集合卵白和酶等。近年来，琢磨者们打算开荒了多种传感器用于新烟碱类农药残留的检测，紧要囊括电化学生物传感器、荧光生物传感器、比色生物传感器和轮廓加强拉曼光谱（SERS）散射生物传感器等。表1汇总了差别类型生物传感器对新烟碱类农药残留检测情状。

　　电化学生物传感器采用固定电极行动底子电极，将生物活性分子行动分子识别物固定正在电极轮廓，然后通过生物分子间的特异性识别用意，正在电极轮廓缉捕倾向分子，将生物浓度信号更动为电流、电阻、电势以及电容等可衡量的电信号行动呼应信号，从而告竣对倾向阐明物的定量或定性阐明。正在许多管事中，学者们经常采用种种信号放大战术如基于纳米质料的放大、杂交链式响应（HCR）等获取更高的矫捷度。因为电化学生物传感用拥有矫捷度高、阐明速度疾、本钱低、操作方便等利益，已渐渐成为检测境遇和食品中农药残留最常用的传感器。依照检测手段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楷模的免标识型电化学生物传感器，电极界面性子的转变会惹起电化学阻抗的改革，电极轮廓上的探针分子正在缉捕靶标前后会改革界面的电容、双电层等，从而惹起电阻抗信号的转变。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功用化的PtNPs上（图1A），当ACE与适配体集当令，电子蜕变受阻导致电阻抗添补，进而告竣对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矫捷度，检测限低至1 pmol/L。使用多孔质料添补电极轮廓的探针负载量是另一种放大电流信号的有用手段。上述手段均不须要特别增加氧化还原活性物质，拥有操作方便、本钱低、采选性高、矫捷度上等利益。

　　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行检测。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，修建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变成主客体包结物，惹起DPV信号的改革，β-CD不只能够采选性地识别DNF，还能够与聚己内酯沿道变成多孔组织，使该柔性电极拥有优异的电子蜕变出力和吸附才具，检测限为0.05 μmol/L，告成运用于大米中DNF的残留检测。尚有少许琢磨通过增加氧化还原活性物质惹起电流电势的改革告竣对农药幼分子的免标识检测，如PB。比方，Liu Chao等通过优化读数手段，使用DPV形式对IMD和PB惹起的信号举行比率读数，提升了检测的凿凿性（图1B），正在柔性印刷电极上对AuNPs、PB和β-CD举行复合装扮，PB行动参考信号，β-CD能和IMD变成一个褂讪的主客体包结物，检测限为58.67 nmol/L，PB惹起的参考电流正在差别浓度IMD要求下出现出明显的褂讪性，与单信号形式比拟提升结束果的凿凿性。尚有很多琢磨通过正在电极轮廓将差其它纳米质料复合正在沿道，多重信号放大提升检测的矫捷度。Shi Xiaojie等使用纳米复合质料修建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轮廓积。随后，PB标识的AuNPs（PB-AuNPs）通过电浸积手段固定到rGO-AgNPs轮廓，进一步放大了电信号输出，使用rGo-AgNPs的导电率和PB-AuNPs的催化用意告竣了双放大效应，线 μmol/L，检测限为0.30 pmol/L。Yi Jiangle等修建了一种基于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大大提升了本身的电导率和ACE适配体的负载量。当不存正在ACE时，适配体举行自拼装扩增DNA量，发生的DNA随后与钼酸盐响应发生电化学信号；当ACE存正在时，适配体和ACE的集合滞碍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行了双重放大，拥有较好的检测矫捷度，检测限低至71.2 fmol/L，比其他免标识类传感器的检测矫捷度高100 倍驾御，为该类生物传感器的修建供应了新的思绪。

　　通过运用荧光染料、酶、金属离子、量子点（QDs）和碳量子点（CQDs）等纳米质料行动信号标签，变成探针-靶标复合物后发生电信号转变称为标识型电化学生物传感器，经常能告竣更矫捷和更通用的检测。

　　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，经常须要通过角逐法举行农药残留的检测。Pérez-Fernández等开荒了一种基于间接角逐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组织对水中IMD举行检测。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，该传感器的呼应局限更广、检测限更低，为24 pmol/L。该课题组为了进一步改革传感器机能，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直接举行角逐响应，AuNP的引入不只提升了传感界面的比轮廓积，并且改革了传感器的电子机能，添补了探针的装扮数目。与之前的管事比拟，这种直接角逐的机造更方便，避免了二抗的运用，缩短了反当令间，低浸了实践本钱，已告成运用于水和西瓜样本中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举行改性，该框架拥有较大的比轮廓积，含有豪爽的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缉捕探针，靶标分子存正在时和UiO-66-NH 2 上的固定抗原角逐性集合缉捕探针，通过磁分散使UiO-66-NH 2 与磁珠分散，使用DPV检测Cd 2+ 和Pb 2+ 的峰值电流，对TRS和THD举行同时检测，检测限分辩为0.98 nmol/L和0.34 nmol/L。该MOF拥有分表的孔隙组织和高轮廓积，可吸附差其它金属离子发生差其它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、易装扮等利益，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）功用化的金-石墨烯量子点纳米杂化物（Arg/Asp-GQD-Au），Arg/Asp-GQD-Au供应石榴样组织和肖特基异质组织，拥有优异的催化活性。ACE和氧化笑果（OMT）分辩与双链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轮廓，通过DNA轮回，一个倾向分子能够将很多氧化还原探针蜕变到电极轮廓，发生明显放大的信号，线 nmol/L，检测限低至0.17 fmol/L。该管事对多种纳米质料复合，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战术。近来，Wang Jiasheng等修建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举行测定。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集合，ACE存正在时，ACE克造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，两种形式检测限分辩低至0.49 pmol/L、0.15 fmol/L，通过使用各形式的上风，这两种手段互相验证，提升了凿凿性，与单形式比拟拥有更牢靠和凿凿的阐明结果。

　　电化学传感器因为拥有易微型化、操作方便、测定结果疾捷凿凿的特质，正在新烟碱类农药残留阐明界限潜力浩大。但仍有少许题目须要谨慎，如电极轮廓装扮质料中的褂讪性，实践样品基质中糖类、卵白质等带来的作梗。因而，须要开荒更拥有立异性的战术从而告竣更好、更准确的农药残留检测。

　　荧光生物传感器是集合荧光本领，使用待测物与生物识别元件之间的互相用意发生光学信号，通过光电信号转换而告竣待测物的定性定量阐明，拥有配置方便、阐明矫捷度上等利益，已正在临床疾病诊断、食物境遇阐明等浩繁界限取得了普及的运用。依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闭塞型生物传感器。

　　QDs、上转换纳米颗粒（UCNPs）和CDs是荧光生物传感器中运用最普及的纳米质料荧光剂。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适配体的存鄙人，适配体凑集到cCD的轮廓，cCD的荧光被部门猝灭，跟着ACE的到场，适配体与ACE集合而远离cCD，cCD的荧光得以复兴，检测限为0.3 nmol/L（图2A）。拥有特异性识别位点的MIPs已被普及运用于繁复基质中靶标的采选性识别，拥有褂讪性好、价值低等利益。Dai Yin等开荒了一种基于MIPs的比率荧光生物传感器用于高采选性现场检测TMX（图2B）。最初使用MIPs将蓝色碳点（B-CDs）包裹，供应呼应信号，而赤色碳点（R-CDs）行动内部参考。跟着TMX浓度的添补，MX能够进入印迹腔与B-CDs轮廓面互相用意，导致蓝色荧光添补，而赤色荧光维持褂讪，从而变成了一个“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，当传感器与智在行机上的色彩识别运用措施举行接口时，荧光消息被及时缉捕和阐明，告竣了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等筑筑了一种基于GO和UCNPs的荧光免疫测定法（图2C），UCNP标识的抗体和GO上固定的抗原互相用意，触发荧光共振能量蜕变，跟着IMD浓度的添补，GO上的固定抗原和IMD爆发角逐响应，荧光强度复兴，检测局限宽至0.3～195.6 nmol/L，且检测时代可左右正在1 h以内，为食物和境遇样品中IMD的疾捷检测供应了一种矫捷的手段。该手段耗时短、操作方便、不须要繁复的前打点举措，可告成运用于废水、自来水和西红柿中ACE的测定。然而，纳米质料-抗体偶联物的合成还存正在坚苦，Li Hongxia等打算了一种荧光信号呼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）纳米片上变成纳米复合质料，导致荧光强度明显低浸，通过引入也许触发CoOOH纳米片解析的抗坏血酸，可有用逆转猝灭效应，因为抗坏血酸诱导的相应荧光响应与抗体标识的碱性磷酸酶（ALP）活性相合，经由角逐免疫响应后，ALP标识的抗体可与固定化抗原相集合，可安排检测平台的荧光转变对IMD举行检测，检测限是5.1 nmol/L，矫捷度是古板酶联免疫吸附试验法的60 倍，该手段不只为农药检测启示了新的远景，并且为荧光免疫阐明供应了有用的战术。

　　“荧光信号闭塞”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）经常被用于荧光信号闭塞战术中探针-靶标复合物的分散从而低浸未响应荧光质料的作梗。Sun Nana等打算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特异性集合导致cDNA-UCNPs与apt-MNPs分散，并通过表部磁铁举行分散，导致荧光强度低浸，正在最优要求下，荧光强度转变率正在0.1～1.2 μmol/L局限内与ACE浓度呈正比，检测限为2.9 nmol/L。告成地运用于检测水稻、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，采用轮廓分子印迹本领合成了拥有核壳组织的磁性MIPs，造备了Fe 3 O 4 @SiO 2 @MIPIL荧光传感器对IMD举行检测，IMD与二烯基离子液体功用单体之间的电子蜕变导致了Fe 3 O 4 @SiO 2 @PIL的荧光猝灭，正在1 min内疾捷猝灭传感器的荧光，检测限为0.3 nmol/L。该琢磨通过正在磁轮廓集合MIPs造胜模板分子嵌入会合物中、模板分子未齐全洗脱等弱点，提升了MIPs和靶标的集合才具。

　　只管荧光传感器有很高的矫捷度和可控性，但这些传感器民多拥有繁复的信号呼应机造，且荧光染料及少许纳米质料出现出种种节造性，如荧光易漂白、生物毒性、强荧光配景和不褂讪的化学性子等，应简化实践措施，修建新型荧光探针，进一步提升传感机能。

　　比色传感器的管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，举行定性和定量的判定，拥有肉眼可见、操作容易、检测速度疾等利益。AuNPs和AgNPs因其拥有比轮廓积大、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殊的光学特色，被普及运用于比色传感器。

　　许多琢磨通过以适配体行动识别原件，将适配体装扮正在AuNPs上，惹起适配体组织转变，导致AuNPs凑集分裂形态的改革，从而惹起比色信号的改革，修建方便疾捷的比色传感器。Shi Huijie等将AuNPs运用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”转变到“发夹组织”，AuNPs颗粒凑集，惹起色彩转变，检测限低至5 nmol/L，告竣了比色法正在确实泥土样品中ACE的检测。Yang Limin等依照dsDNA和单链DNA（ssDNA）装扮的AuNPs对盐诱导凑集的褂讪性差别，告竣了对ACE超矫捷和高采选性的检测（图3B）。适配体和cDNA杂交共价连合到AuNPs上（dsDNA-AuNP），正在0.15 mol/L NaCl溶液中不褂讪且凑集，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溶液中褂讪且分裂，并吐露赤色。因为DNA装扮的UCNPs和DNA装扮的AuNPs之间存正在荧光内滤效应，将招揽信号更动为荧光信号，能够有用加强传感系统的矫捷度。ACE存正在时，AuNPs吸光度的转变能够转化为DNA装扮的UCNPs荧光指数转变，通过衡量赤色和绿色荧光的比例对ACE举行检测，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手段用于比色测定ACE（图3C），最初将适配体、cDNA、AuNPs和琼脂糖磁珠（MABs）集合正在沿道造备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轮廓，正在与ACE接触时，因为dsDNA的“刷状”形态切换到ssDNA的“煎饼”形态，能够低浸的催化活性，发生色彩转变，检测限为1 nmol/L，悉数检测流程能够正在打针器中整体实现，为以后告竣农药残留现场检测供应了新思绪。以上结果声明，所打算的适配体传感器对农药诱导的适配体构象转变拥有较高的敏锐性。

　　尚有琢磨以酶和幼分子行动比色传感器识别元件对新烟碱类农药举行检测。Zhao Ting等开荒了一种基于酶的比色传感器阵列对IMD、草甘膦等8 种农药举行方便的分别和检测（图3D）。因为乙酰胆碱酯酶水解才具受差别农药的影响，通过水解乙酰硫代胆碱发生差别浓度的硫代胆碱，硫代胆碱通过Au-S键与AuNPs连合，导致AuNPs爆发凑集，发生色彩转变，视觉上对总共农药的检测限均幼于0.15 mmol/L。该管事通过引入酶，将差别阐明物的检测转化为简单物质的检测，简化了实践举措和检测本钱，相应的数据结果可通过智在行机轻松获取。与AuNPs近似，AgNPs也能正在溶液中出现出色彩转变。

　　比色传感器因为其本钱效益、矫捷度和褂讪性，可用于方便、疾捷的现场检测，正成为很多实践室常用的检测平台。纳米质料的到场正在肯定水平上提升了矫捷度。然而，运用比色传感平台阐明繁复的实践样本存正在肯定的挑拨。其余，高贵的试剂和不褂讪性也节造了它们的实践运用。因而，这些题目须要正在改日进一步琢磨治理。

　　ECL生物传感器是通过正在电极上施加肯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行化学响应而发生的一种光辐射，ECL法兼具电化学和化学发光法的双厚利益，如高矫捷度、极低的检测限、较宽的线性局限、仪器方便、操作容易、易于告竣主动化等。

　　因为AuNPs的催化活性，常用于ECL系统催化发光底物，比方，Guo Yemin等修建了一种基于四面体核酸的ECL传感器用于ACE的检测（图4A）。最初造备了AuNPs-四面体适配体纳米组织（Au-TAN），将鲁米诺和过氧化氢行动响应底物，正在H 2 O 2 存正在的情状下，鲁米诺正在表加电压的用意下被氧化成激励样式行动ECL发射器，跟着装扮流程的举行，低聚核酸物质障碍了电极轮廓的电子蜕变，减弱了鲁米诺的氧化流程，ECL的发光强度低浸，ACE存正在时，变成的适配体-ACE惰性复合物会进一步减弱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实践运用潜力。四面体适配体的多面组织加强了适配体和集合才具，同时，AuNPs也能够催化H2O2，加强该传感器的发光机能，提升了矫捷度。其余，为了提升检测机能，发光试剂经常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，提升发光试剂的装载量。MOF的空心组织有用低浸了纳米质料的电阻，可行动有用装载ACE适配体的载体。Tang Feiyan等开荒了一种基于纳米复合质料改性电极的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质料集合MIPs，当差别浓度的IMD行动靶标分子被吸附时，电会合要求下发生的空腔被霸占，ECL信号强度也爆发了转变。该复合质料改性电极拥有肯定的多面组织，出现出杰出的ECL机能，信号强度大且褂讪，对IMD的检测限低至0.04 pmol/L。大大批发射器须要溶化正在有机溶剂中或固定正在电极轮廓以告竣ECL发射，拥有肯定的毒性而且存正在繁复的标识措施和短发射波长。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才具。使用该特色，ACE存正在时可激活HCR对信号举行放大，天生豪爽的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，告竣了对ACE的无酶、免标识和高矫捷的ECL检测。

　　ECL生物传感器与荧光和电化学手段比拟，拥有动态局限宽、信噪比低、矫捷度高、操作方便等利益。近年来，人们通过引入种种新型纳米质料提升ECL传感器的机能，竭力于开荒新型ECL传感器，须要搜索新的ECL底物、固定形式、分子识别元件和信号加强手段，以扩张其正在差别界限的运用。

　　SERS能够告竣对多种阐明物的“分子指纹识别”，通过搜集分子振动识别其含量，这种手段仍旧运用于从幼分子物质到卵白质的普及阐明物的敏锐检测。SERS传感用拥有操作方便、呼应火速、矫捷度和特异性高、无标签和褂讪性上等明显利益。

　　现有的SERS传感器，因为繁复的食物基质存正在生物作梗，农药的检测照旧拥有很大的挑拨性，4-(巯基甲基)苯甲腈（MBN）拥有很强的拉曼峰，能够有用驱除食品基质中生物分子的光学作梗，常行动SERS传感器拉曼探针。Sun Yue等开荒了一种抗作梗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）连合的适配体和MBN共价集合正在AuNPs上合成拉曼探针（MBN-AuNPs-Aptamer），偶联cDNA的AgNPs装扮的硅片（AgNPs@Si）行动SERS衬底。ACE与适配体集合，滞碍MBN-AuNPs-Aptamer-cDNA--AgNPs@Si）杂交的变成，使拉曼信号低浸，该战术对食物中ACE残留的实践样本痕量检测有很大的运用潜力，线 nmol/L，检测限低至6.8 nmol/L。将MBN行动拉曼标签能够避免实践检测样本中其他有机物存正在时的作梗，且使用polyA将适配体功用化正在AuNPs上，手段方便，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）连合固定抗原和MBN行动拉曼探针，以IMD抗体功用化的Fe3O4磁性纳米颗粒行动信号加强剂，修建了一种角逐性免疫传感器用于检测IMD（图5B）。IMD和固定抗原角逐集合特异性抗体，更少的MBN发生SERS信号，告成运用于实践样品中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行动拉曼标签有用驱除了有机污染物的作梗，Fe3O4磁性纳米颗粒增大了拉曼探针的负载面积，简化了分散流程。因为农药运用的繁复性，与简单农药的检测比拟，对多种农药的同时检测更能满意人们的需求。Zhou Jie等筑筑了一种新的SERS战术（图5C），通过适配体组织的改革检测SERS信号的转变。采用AgNPs粉饰拥有柔性和黏附性的会合酶链式响应密封膜（PCR-M）行动SERS底物，适配体装扮正在PCR-M上，因为PCR-M的黏附性可疾捷缉捕ACE，导致适配体的组织从“秤谌”变为“笔直”，因为适配体序列腺嘌呤拥有健壮的SERS信号，导致信号添补，该手段流程方便、褂讪性好、重现性好，且与上述管事比拟拥有较好的矫捷度，检测限低至1 nmol/L，可用于农业产物中农药残留的检测。

　　只管SERS传感器已被说明是一种很有出息的疾捷农药阐明检测器材，但目前的琢磨仍处于早期阶段，照旧存正在少许挑拨。比方SERS对拥有好像组织性子和拉曼活性的同系物采选性较差，难以告竣农药多残留同步阐明；农产物基质的SERS信号易与农药分子的SERS图谱重合，基质效应急急；且少许农药因组织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转变，从而惹起共振招揽的角度或共振招揽光谱的波长爆发位移。SPR传感用拥有本钱低、耗时短、凿凿率上等利益，已被普及运用于各个琢磨界限，并渐渐运用于农药检测中。

　　抗体常用以SPR生物传感器行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安排微流控流体的本领，能告竣“前打点检测一体化”，是多靶标检测的有力器材，Wang Shenghan等将SPR本领和微流控本领集合起来，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，采用角逐性集合免疫阐明法对IMD和氟虫腈等农药举行疾捷筛选和检测（图6A），正在农药-抗体搀杂物中，倾向农药最初霸占抗体集合位点，然后正在微流控通道中滚动时，残留的未集合抗点与纳米等离子体芯片上的半抗原集合，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利益，IMD的检测限为0.57 μmol/L。因为农药的分子质料至极低，使得基于卵白质探针直接检测的手段拥有挑拨性，大大批都是基于角逐性免疫阐明，为了简化检测流程且同时满意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集合卵白2A检测多种新烟碱类农药的手段（图6B），当NEOs与AuNPs上的OBP2集当令，使用数字纳米等离子体衡量软件纪录并比力以局域轮廓等离子共振（LSPR）峰为核心的A和B两个相邻波长波段的散射像强度，同时思索了这两个频段的峰移和相对强度转变，LSPR信号取得了明显加强，然后估计光谱图像比拟度行动信号呼应。该手段对新烟碱类IMD、ACE和DNF的检测限极好，分辩为5.5、6.7 nmol/L和22.3 nmol/L。

　　固然SPR传感用拥有许多利益，然而因为其正在繁复或阴恶境遇符合才具差，节造了SPR传感器的运用。因而提升SPR传感器正在新烟碱类农药残留检测中的矫捷度、褂讪性和特异性成为该界限的琢磨热门。

　　LFT是一种基于探针靶标识别和色谱分散的本领，拥有本钱低、操作方便疾捷、基于肉眼的直观结果等上风，被普及运用于食物和境遇监测。

　　信号标识物是决断LFT检测矫捷度的主要要素，好的标识物会使LFT拥有更高的矫捷度和更佳的褂讪性，个中将纳米质料标识正在抗体上行动信号分子拥有造备方便、褂讪、显色水平好等上风。基于QDs的LFT已被开荒出来，Wang Shuangjie等开荒了一种基于QDs的荧光侧流免疫层析阐明法，集合普及特异性抗体用于检测楷模的新烟碱类农药（IMD、氯噻啉和噻虫胺），视觉检测限为2～3.9 nmol/L，条带试验能够正在30 min内实现。与QDs比拟，AuNPs更褂讪，不会被样本的繁复基质猝灭。Sheng Enze等将抗体与SERS本领集合，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 种农药举行检测（图7A），采用角逐性免疫集合法同时检测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 种农药阐明物的特异性抗体与SERS信标分子偶联（Ag4--氯噻啉、Ag4--IMD、Ag4--乙氧氟草醚），喷洒到集合垫上，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-抗体角逐集合T线上的抗原，SERS信号的强度与样品浓度呈正比。抗体和抗原之间的角逐性免疫集合确保了3 种农药不会互相合扰，这使同时检测3 种农药成为不妨。

　　Apt-LFTs正在幼分子检测方面出现出优异的运用远景。Mao Minxin等打算了一种纳米探针（图7B），初次修建了Apt-LFTs，发觉cDNA长度和序列是该角逐响应的症结，获取了拥有ACE适配体集合症结碱基的特异性cDNA序列。当ACE存正在时适配体优先与之集合，不行滚动至相应位子举行显色，告成运用于番茄和油菜样品中ACE的疾捷检测，检测限为1.48 nmol/L。然而，基于Apt-LFT的繁荣仍远远掉队，响当令间长等弱点也急急障碍了Apt-LFT条带正在境遇和食物中幼分子污染物现场检测中的运用。近年来，该课题组为分治理这一题目引入了一种纳米酶，修建了一种显色底物集成和纳米酶扩增的Apt-LFTs阐明试条，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、检测速度疾、易于贸易化等利益，可正在差别食物基质中告成运用，为农药检测启示了一条轻松、高效、高通量的新途径，但目前的琢磨较少。

　　新烟碱类农药因其临盆周围大、运用普及且对人类有潜正在的毒性，激发社会越来越多的眷注，农药残留以及污染基质的繁复性，紧急须要矫捷、方便、凿凿的农药残留检测本领。生物传感器本领因其拥有方便、疾捷、可及时监控等特色正在新烟碱类农药残留检测中的运用越来越普及。因为高特异、高矫捷识别元件的引入，以及种种信号转导本领，各样生物传感器告竣了对繁复样品中农药残留的痕量阐明。正在过去的几年里，生物传感器的疾捷繁荣满意了市集和社会需求。正在本文中，最初总结了与种种农药特异性集合的识别原件。然后体例地争论了目前新烟碱类农药残留高矫捷采选性检测的生物传感器的琢磨发扬，囊括电化学传感器、荧光传感器、比色传感器、ECL传感器、基于SERS的适配传感器等。其余，还客观地争论了每种生物传感器正在农药检测的实践运用中的上风、潜正在的节造性和今朝面对的挑拨。末了，对改日的趋向举行了预测。

　　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，并赢得了肯定的告成，但目前仍存正在种种有待治理的题目：1）简化样本的前打点举措，固然各生物传感器有拥有呼应疾、矫捷度和特异性上等利益，但仍须要肯定的前打点举措，且繁复的食物样基质会影响检测结果的凿凿性。比方微流控芯片拥有集成化、便携性强、响当令间疾、本钱低、样品平行检测等利益，但检衡量较低，对样品预打点央求高。需简化实践样本前打点举措，朴实检测时代和本钱；2）通过引入差其它检测战术、拥有优异识别才具的新型识别单位及信号放大器材，提升对靶标的采选性和敏锐性，且同时左右本钱。比方修正纳米质料的形势、对多种纳米质料举行掺杂揉合和开荒新型纳米质料等，提升适配体、抗体、纳米酶、MIPs的机能，明显提升采选性和褂讪性；3）与其他本领集合起来，缩短检测的时代，鼓吹商品化的转化。固然基于生物传感器的研发许多，但仍只实用于实践室，难以贸易化；4）与微流控等平台集合，告竣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互相影响。近年来，合于ACE和IMD两种新烟碱类农药检测的琢磨越来越多，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，已有琢磨声明IMD烯烃对蜜蜂的毒性是原始IMD的2 倍，故需开荒同时检测多种新烟碱类农药及其代谢产品的检测战术，对其与其代谢物举行同时监测；5）集合微型化配置和无线搜集，通过智在行机等手持配置将呼应值转化为可视的数字信号，简化数据打点，疾捷将检测结果传达到任职器，使现场检测平台能够正在实践室表运用。

　　生物传感用拥有特殊的上风，正在农药检测中阐述了主要用意，然而，与气相色谱/液相色谱-质谱联用手段等法式仍存正在肯定的差异。信任跟着琢磨的深刻，生物传感器改日将会取得进一步的引申，以至正在食物新烟碱类农药残留检测中取得普及运用。

　　本文《生物传感器正在新烟碱类农药残留检测中的运用琢磨发扬》起原于《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合联消息。

　　为深刻琢磨改日食物正在大食品观框架下的立异繁荣机缘与挑拨，鼓吹产学研用各界的换取协作，由北京食物科学琢磨院、中国肉类食物归纳琢磨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、成都医学院搜检医学院、四川省农业科学院农产物加工琢磨所、中国农业科学院城市农业琢磨所、四川大学农产物加工琢磨院、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、北京共同大学保健食物功用检测核心联合主办的“第二届大食品观·改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。