综述：土壤中金属污染物和农用化学品残留痕量检测的荧光传感器研究进展（第一部分）

这篇综述系统总结了荧光传感器(PET/ICT/CHEF)在土壤重金属(如Pb2+、Hg2+)和农药残留(如glyphosate、chlorpyrifos)检测中的最新进展，重点阐述了其传感机制(如FRET、LMCT)和实际应用性能(LoD达pM级)，为环境监测提供了创新解决方案。

　　

土壤污染已成为全球性环境问题，工业化和农业活动导致重金属和农药残留不断累积。这些污染物不仅破坏土壤生态系统，更通过食物链威胁人类健康。传统检测方法如原子吸收光谱(AAS)和色谱分析(GC/HPLC)虽精确但操作复杂，而新兴的荧光传感器以其高灵敏度、快速响应和现场检测优势脱颖而出。

危险金属污染物检测

银离子(Ag⁺)检测方面，二甲苯基化学传感器通过抑制光诱导电子转移(PET)和分子内电荷转移(ICT)机制，检测限达1.3 μM。更灵敏的蒽基传感器则通过螯合淬灭(CHEQ)实现1.4 nM检测限。铝离子(Al³⁺)与神经系统疾病相关，萘基探针通过抑制C=N异构化和螯合增强荧光(CHEF)实现24.8 nM检测限，土壤样品回收率超93.6%。

砷(As³⁺)和镉(Cd²⁺)作为强致癌物备受关注。量子点-共聚物纳米探针通过氢键作用实现249.77 pM超敏检测，而镧系簇传感器则利用三重态非辐射能量转移达到99.6 pM检测限。汞(Hg²⁺)检测方面，基于硫代羰基酯裂解反应的近红外传感器灵敏度达4.2 nM，土壤回收率94.95-97.96%。

铅(Pb²⁺)检测技术多样，框架核酸(FNA)比率荧光法检测限1.7 nM，而纸基FRET传感器通过能量转移实现6.1 nM检测。多金属同步检测方面，金纳米簇-碳点探针可区分Pb²⁺、Cd²⁺和Hg²⁺，检测限分别为0.20、0.15和0.09 μM。

农用化学品残留检测

抗病毒农药Dufulin检测采用锆-偶氮苯二甲酸MOF，通过抑制酸性磷酸酶活性实现7.25 nM检测限。杀菌剂Thiram的检测中，DNA模板银纳米簇通过强配位作用达到10 nM灵敏度。除草剂草甘膦(glyphosate)存在致癌争议，CTAB-Cu纳米颗粒通过抑制乙酰胆碱酯酶(AChE)实现0.192 nM超高灵敏度。

杀虫剂检测技术各具特色：氯吡硫磷(chlorpyrifos)的吡啶基传感器通过抑制PET和激基缔合物形成实现18.9 nM检测；三唑磷(triazophos)的上转换-金纳米复合传感器利用酶抑制策略达到8.3 pM惊人灵敏度。新型纳米酶传感器阵列可同步检测8种农药，检测范围10.8-16.8 nM。

技术局限与前景

当前传感器面临土壤基质干扰、环境稳定性等挑战。未来发展方向包括：1)机器学习辅助的多污染物同步检测；2)智能手机集成现场分析；3)标准化评估体系的建立。通过材料科学与环境工程的交叉创新，有望开发出更稳定、经济的下一代传感器。

荧光传感技术为土壤污染物监测提供了强大工具，其卓越的灵敏度（部分达pM级）和良好的回收率（普遍>90%）使其在环境安全和食品安全领域展现出巨大应用潜力。随着便携式检测设备的发展，这项技术有望在农业监管和生态保护中发挥更大作用。