综述：基于纳米片的电化学传感器在食品和环境基质中农药检测的应用

这篇综述系统阐述了二维纳米材料（如石墨烯、过渡金属二硫属化物MoS2/WS2、MXenes和g-C3N4）在电化学传感器中的应用，通过其高导电性、大比表面积和可调控表面功能，显著提升了对食品及环境中农药残留（如有机磷类和氨基甲酸酯类）的检测灵敏度与选择性。文章重点探讨了酶/非酶传感机制、纳米复合材料优化策略，以及物联网（IoT）集成技术的前景。

　　

Abstract

农药残留引发的环境与健康问题催生了快速检测技术的革新。二维纳米材料凭借原子级厚度和独特电子结构，为电化学传感器提供了革命性解决方案。石墨烯、MoS₂等材料通过暴露更多活性位点，将检测限推进至ppb级，而MXenes的金属导电性进一步加速电子转移。酶修饰传感器对有机磷类农药的检出限达0.3 nM，非酶传感器则通过π-π堆积实现果蔬样本中克百威的特异性识别。

Introduction

全球每年因农药滥用导致30%的农作物存在残留超标风险。传统GC-MS方法虽精准但成本高昂，而基于g-C_{34/金纳米颗粒复合电极的便携设备，可在田间实现10分钟内完成对河水中毒死蜱的检测。WHO规定的MRLs标准（如叶菜类中啶虫脒≤0.5 mg/kg）亟需此类高性价比技术支撑。}

Nanosheets

MoS₂纳米片的边缘硫空位可特异性吸附对氧磷分子，其催化电流响应比体材料增强20倍。通过液相剥离法制备的Ti₃C₂T_x MXenes，因表面-OH/-F基团的可控修饰，对甲基对硫磷的线性检测范围扩展至0.1-100 μM。

Pesticides

有机氯类农药（如DDT）虽已禁用，但其在土壤中的半衰期仍达15年。新型拟除虫菊酯通过干扰钠离子通道引发神经毒性，而纳米酶传感器通过模拟过氧化物酶活性，可可视化检测果汁中的氯氰菊酯残留。

Electrochemical sensors

差分脉冲伏安法（DPV）在检测莠去津时展现0.05 μM的灵敏度。分子印迹聚合物与WS₂复合电极联用，成功区分结构相似的氨基甲酸酯类化合物，苹果样本加标回收率达97.3±2.1%。

Practical applications

在番茄汁中检测多菌灵时，CuO-rGO纳米复合材料抗干扰能力超越HPLC。智能手机联用的纸基传感器，通过颜色变化定量地表水中的草甘膦，检测成本降至0.5美元/次。

Conclusion

将量子点标记技术与MXenes微流控芯片结合，可能是突破现有检测限的新方向。而AI驱动的光谱-电化学联用系统，有望实现农药代谢产物的原位解析。