综述:电化学探测地亚农的表面与化学相互作用研究进展:当前趋势、挑战与展望

【字体: 时间:2025年06月18日 来源:Trends in Environmental Analytical Chemistry 11.1

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  这篇综述系统探讨了有机磷农药地亚农(Diazinon)的电化学传感技术,聚焦电极-电解质界面相互作用、纳米材料修饰(如Au/Pt NPs、CNTs/MWCNTs)及酶/非酶传感机制(如MIPs、aptasensors),为环境监测和公共健康安全提供高效(LOD达10 nM)、便携的解决方案。

  

摘要

地亚农(Diazinon)作为高毒性有机磷农药,其环境残留对水生生态系统和人类健康构成严重威胁。传统检测方法如气相色谱(GC)和质谱(MS)虽精准但成本高昂,而电化学传感技术凭借快速响应、高灵敏度和便携性成为研究热点。本文综述了基于纳米材料(如金纳米颗粒Au NPs、多壁碳纳米管MWCNTs)修饰电极的传感机制,通过π-π堆叠和范德华力增强对地亚农中P=S基团的识别,检测限低至纳摩尔级(10 nM)。

引言

有机磷农药占全球农药市场的19%,地亚农因其中等毒性且易通过水体迁移成为重点监控对象。其代谢产物如2-异丙基-6-甲基-4-嘧啶醇(IMP)同样具有生态风险。电化学传感通过调控电极界面(如BR缓冲液优化pH)和纳米复合材料(如NiMoO4
催化)实现特异性检测,克服了传统技术如免疫分析法(批间差异大)的局限性。

电化学地亚农传感机制:案例视角

酶基传感器:如脂肪酶水解地亚农的酯键,但易因固定化失活;非酶传感器中,分子印迹聚合物(MIPs)通过模板空腔捕获目标分子,而适配体(aptamers)依赖构象变化提升选择性。碳基材料如石墨烯量子点(GQDs)通过电子转移速率反应放大信号。

地亚农电化学传感技术前沿

伏安法:Au NPs修饰电极在-0.3 V氧化峰实现痕量检测;阻抗谱Candida rugosa
生物传感器检测限达10 nM。杂化传感器如Mn-酞菁-聚苯胺复合物协同提升抗干扰能力。

挑战与未来趋势

当前瓶颈包括纳米材料批次重复性差和复杂基质干扰。机器学习(ML)辅助数据解析和深度学习(DL)优化传感器阵列是未来方向,推动实时监测技术迈向智能化。

作者贡献

第一作者Buchi Reddy Gari Hema Sai与团队来自印度阿姆瑞塔大学(AMRITA Vishwa Vidyapeetham),获校内种子基金(ASG2022219)支持。

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