综述:分子印迹聚合物传感器检测有机磷农药的研究进展

【字体: 时间:2025年06月12日 来源:Food Chemistry 8.5

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  这篇综述系统阐述了基于分子印迹聚合物(MIPs)的传感器在有机磷农药(OPs)检测中的研究进展,重点分析了MIPs的高特异性、稳定性和可重复性优势,并探讨了电化学、荧光等八类传感器的应用潜力与挑战,为食品安全和环境监测领域提供了创新技术路径。

  

Abstract

有机磷农药(OPs)因其神经毒性和环境持久性成为食品安全与环境污染控制的重点研究对象。近年来,基于分子印迹聚合物(MIPs)的传感器凭借高特异性、稳定性和可重复性,在OPs检测中展现出巨大潜力。本文综述了MIPs的合成原理与方法,深入探讨了八类MIPs传感器在OPs定量检测中的应用,并展望了其与人工智能、微流控技术融合的未来趋势。

Introduction

OPs作为高效廉价的农业杀虫剂,长期暴露可导致神经损伤、肝肾功能障碍及致癌风险,且易通过食物链富集威胁生态系统。传统检测方法如高效液相色谱(HPLC)和酶联免疫吸附试验(ELISA)虽精度高,但存在设备昂贵、抗体稳定性差等局限。相比之下,MIPs传感器通过模拟“分子锁-钥”机制,结合电化学或光学信号转换,实现了低成本、便携化的快速检测。

Basic principles of MIPs

MIPs通过模板分子引导聚合形成特异性识别空腔,其制备过程涉及功能单体(如甲基丙烯酸)与交联剂的定向组装。例如,光引发聚合可在温和条件下生成具有OPs互补结构的聚合物网络,而表面印迹技术能提升传质效率。

MIPs-based sensors

  1. 电化学传感器:通过电流变化检测OPs,如乙酰胆碱酯酶抑制法,但易受干扰;
  2. 荧光传感器:利用量子点标记实现纳摩尔级灵敏度;
  3. 光电化学(PEC)传感器:结合光激发与电信号,抗干扰性强;
  4. 表面增强拉曼散射(SERS):通过纳米银基底放大信号,适用于痕量检测。

Existing challenges and future directions

当前MIPs传感器仍面临空腔均一性差、复杂基质干扰等问题。未来研究可聚焦:

  • 智能算法优化信号解析;
  • 微流控芯片集成实现现场检测;
  • 绿色合成减少有机溶剂依赖。

Conclusion

MIPs传感器通过多技术联用,正逐步突破传统检测瓶颈。随着纳米材料与人工智能的深度融合,其在农药残留监测领域的应用边界将持续拓展。

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