综述：太赫兹时域光谱技术在农产食品安全检测中的综合评述——多学科技术融合提升传感性能

这篇综述系统阐述了太赫兹时域光谱（THz-TDS）技术通过与机器学习（ML）、超材料（MM）、微流控（MF）和功能纳米材料（FN）等多学科技术融合，显著提升了农产食品中物理/化学/微生物污染物的检测性能，为食品安全监测提供了非破坏性、高灵敏度的创新解决方案。

　　

Abstract

太赫兹时域光谱（THz-TDS）凭借其独特的光谱特性和非破坏性检测优势，正在农产食品安全领域引发革命性变革。该技术能穿透非极性材料并捕捉分子弱相互作用产生的"指纹谱"，为食品污染物检测提供了全新维度。

多学科技术协同增效

机器学习（ML）算法破解了复杂THz光谱的解析难题。通过支持向量机（SVM）和卷积神经网络（CNN）等算法，实现了农药残留THz特征峰的智能识别，将分类准确率提升至92%以上。超材料（MM）的局域场增强效应将检测灵敏度提高了3个数量级，如金纳米棒阵列可将赭曲霉毒素的检测限降至0.1 ng/mL。

功能纳米材料（FN）展现出双重优势：氧化石墨烯的π-π堆积效应特异性吸附苯并芘等芳香族污染物；金纳米星的等离子体共振使黄曲霉毒素B₁的THz信号增强650倍。微流控（MF）芯片通过亚微升级样品腔设计，有效克服了水分对THz波的强吸收干扰。

污染物检测新突破

物理污染物方面，MM增强THz-TDS可识别小至50 μm的玻璃碎片。化学检测中，FN-ML联用技术实现了6种常见农药的同步鉴别，准确率达89.7%。微生物检测取得突破性进展，金纳米笼标记技术结合THz-TDS可在15分钟内完成沙门氏菌检测，较传统方法提速20倍。

挑战与展望

当前仍面临环境湿度干扰、小型化设备研发等挑战。未来发展方向包括：开发抗湿FN涂层、集成片上THz传感系统、建立标准化ML数据库。多学科深度交融将推动THz-TDS从实验室走向产业化，为食品安全监管提供强有力的技术支撑。