基于电化学生物传感器的有机磷农药快速检测技术研究进展

世界人口的增长引发了提高农作物生产力的迫切需求，为进一步促进农业害虫控制的发展提供了机遇。在广泛应用的农药中，有机磷(OPs)农药因其高效和广谱的特点而成为世界上使用最广泛、用量最大的杀虫剂。然而，在农业中过度使用OPs不可避免地导致了水、食物和大气中的农药残留问题，给人类健康和环境安全带来严重威胁。即使是低浓度的OPs也能迅速抑制乙酰胆碱酯酶(AChE)的活性，中断神经递质的传递，从而导致昏迷、呼吸衰竭甚至死亡。由于其高毒性，OPs甚至被应用于战争中的神经毒剂。因此，对农作物和环境样品中的OPs进行实时现场检测对于确保食品安全和环境保护至关重要。

然而，目前的分析方法包括高效液相色谱法、气相色谱法和质谱法，因为其设备昂贵笨重、样品预处理繁琐以及分析过程耗时，无法满足需求。电化学生物传感器通过识别目标分析物的生物识别事件并转化为可检测的电信号变化，实现了对特定分析物的精确测量。幸运的是，新型二维纳米材料的制备和器件设计突破促进了电化学生物传感器在快速现场检测农药方面的重大进展。开发的OPs生物传感器主要基于AChE抑制机制。

尽管传统的色谱和质谱分析方法具有高度的灵敏度和选择性，但其耗时且费力。此外，这些技术需要昂贵的设备、经验丰富的操作员和繁琐的预处理。对于监测这些分子的一次性工具的需求，推动了简单、高效、连续、可靠、具有成本效益和现场便携性的筛选方法的开发，以分析环境中的污染物。