有机磷农药残留快速检测：基于二维纳米材料的电化学生物传感器

背景介绍

全球人口的持续增长推动了对提高农作物产量的需求，进而促进了农业害虫控制技术的发展。有机磷 (OPs) 农药因其高效、广谱的杀虫特性，成为应用最广泛的杀虫剂之一。然而，OPs 的过度使用导致其在水、食物和大气中残留，对人类健康和环境构成严重威胁。

OPs 可快速抑制乙酰胆碱酯酶 (AChE) 的活性，阻断神经递质传递，严重时可导致昏迷、呼吸衰竭甚至死亡。因此，对农作物和环境中的 OPs 残留进行实时现场检测，对于保障食品安全和环境保护至关重要。

传统的 OPs 残留检测方法通常昂贵且操作复杂，难以满足快速、现场检测的需求。例如，气相色谱-质谱联用 (GC-MS) 和高效液相色谱 (HPLC) 等方法需要专业的操作人员和昂贵的仪器设备，且样品前处理过程繁琐耗时。

电化学生物传感器通过将目标分析物的生物识别事件转化为可测量的电信号，实现对特定分析物的精准测量。近年来，新型二维纳米材料的突破性进展推动了电化学生物传感器在快速现场检测 OPs 残留方面的应用。

基于 AChE 抑制机制的电化学生物传感器具有以下优点：

高灵敏度: 二维纳米材料具有大的比表面积和优异的电子传递能力，可显著提高传感器的灵敏度。* 快速检测: 电化学生物传感器可实现对 OPs 残留的快速检测，通常在几分钟内即可得到结果。* 成本效益: 与传统方法相比，电化学生物传感器的制造成本更低，且可重复使用。* 便携性: 电化学生物传感器可制成小型化、便携式的设备，方便现场检测。

基于二维纳米材料的电化学生物传感器为 OPs 残留的快速现场检测提供了一种高效、可靠、经济的解决方案，在食品安全、环境监测等领域具有广阔的应用前景。