综述：用于荧光分析的聚集诱导发光材料：在快速检测农药和兽药残留方面的最新进展

《Coordination Chemistry Reviews》：Aggregation-induced emission materials for fluorescence analysis: Recent progress in rapid detection of pesticide and veterinary drug residues

本文综述了基于聚集诱导发光（AIE）材料的荧光分析方法在农药和兽药残留检测中的应用，探讨了其高灵敏度、操作简便的优势及设计策略，并展望了未来在环境安全和食品安全领域的应用前景。

　　农药和兽药在农作物种植、保护以及储存过程中扮演着至关重要的角色。然而，它们在土壤、水体以及农产品中的残留问题引发了广泛关注。这些残留物不仅可能导致严重的环境污染，还对人类健康构成潜在威胁。因此，开发一种灵敏、有效、简便、快速且易于操作的定量检测方法显得尤为迫切。荧光分析技术因其直观的读数方式、高灵敏度、操作简便、响应迅速等优点，成为检测农药和兽药残留的重要手段之一。

聚集诱导发光（AIE）材料作为一种新型的荧光材料，因其能够克服传统荧光材料中存在的聚集导致猝灭（ACQ）效应而受到高度重视。与传统荧光材料相比，AIE材料具有更高的荧光量子产率、可调的光物理性质、良好的光稳定性以及优异的化学稳定性，这些特性使其在农药和兽药残留检测中展现出显著的优势。AIE材料能够提供极低的背景信号和高信号强度，使其成为一种高效的检测探针。近年来，AIE材料的发展趋势主要集中在设计多功能和智能化的探针、将AIE材料与便携式和现场检测平台相结合，以及拓展其在多组分和实时分析中的应用。

在实际应用中，AIE材料展现出独特的性能。首先，AIE材料的分子结构通常具有“螺旋桨”形状，这种结构可以有效限制分子内的运动，从而在聚集或固态条件下表现出增强的荧光性能。其次，AIE材料在检测过程中无需复杂的清洗步骤，这不仅大幅缩短了检测时间，还减少了样品的损失。此外，AIE材料对目标物质的检测具有良好的选择性和高灵敏度，这使得它们在实际应用中更具优势。例如，在检测农药和兽药残留时，AIE材料能够快速响应，提供清晰的信号，从而提高检测效率和准确性。

目前，农药和兽药残留检测主要依赖于高效液相色谱（HPLC）、气相色谱-质谱联用（GC–MS）、酶抑制法以及免疫分析法等技术。这些方法在检测精度和速度方面具有显著优势，能够满足国家对农药和兽药残留限量的监管要求。然而，它们也存在一些局限性，如设备成本高、操作流程复杂，需要专业人员进行操作和维护，这使得它们在快速现场检测方面并不理想。酶抑制法虽然在基层应用中较为普及，因其成本低廉、操作简便而受到青睐，但其原理决定了它主要适用于有机磷和氨基甲酸酯类农药的检测。随着农药种类的不断变化，许多新型农药无法被该方法有效检测，导致“无法检测”的问题。此外，不同厂家生产的酶抑制试剂质量参差不齐，部分产品缺乏足够的灵敏度，可能导致对禁用和限制使用的农药如敌敌畏和凯布德韦瑟的检测出现“假阴性”结果。

相比之下，免疫分析法（如胶体金试纸条和ELISA）具有高度的特异性和灵敏度，是当前主流的检测方法之一。然而，其核心在于抗体的制备。对于分子量小、结构简单的农药，如敌敌畏和金属磷类农药，制备具有高亲和力和特异性的抗体极为困难，这使得免疫检测技术在这些农药的检测方面难以突破。此外，胶体金试纸条通常为“一试纸一项目”，只能检测一种农药残留，检测通量较低，难以满足对多种残留物进行同步筛查的需求。

与上述方法相比，基于AIE材料的荧光分析技术具有更高的灵敏度、更强的选择性以及更快的响应速度，因此在实际应用中展现出广阔前景。近年来，随着研究的深入，一系列新型AIE材料被开发出来，这些材料在保持高灵敏度的同时，进一步提高了光稳定性。这使得AIE材料在农药和兽药残留检测中具有更高的应用价值。

在检测其他药物残留方面，已有研究成功开发了多种AIE材料探针。例如，Fan等人合成了一种荧光探针8BA-2F，用于检测甲基苯丙胺和酮替芬。该探针由八个苯甲醇取代的芴和1,6-己基部分组成，形成分子内二聚体。当探针与不同浓度的药物接触时，可以显示出不同的发射颜色。在THF（四氢呋喃）溶剂中，8BA-2F表现出锐利的发射和吸收峰，且在固态条件下容易聚集为球形结构，这进一步增强了其检测性能。

AIE材料在检测农药和兽药残留方面具有独特的优势。首先，AIE材料的高荧光量子产率使其能够提供清晰的信号，从而提高检测的准确性。其次，AIE材料在检测过程中无需复杂的清洗步骤，这不仅提高了检测效率，还减少了样品的损失。此外，AIE材料具有良好的选择性，能够有效区分目标物质与其他干扰物质，这在实际检测中尤为重要。同时，AIE材料在低浓度检测中表现出良好的性能，能够克服传统荧光材料在低浓度检测中遇到的灵敏度不足问题。

在实际应用中，AIE材料展现出良好的性能。例如，AIE材料在固态或高度聚集状态下表现出增强的荧光性能，这种特性使其在环境监测、人体健康和公共安全等领域具有广泛应用。此外，AIE材料还具有良好的生物相容性，使其在生物检测中更具优势。在检测过程中，AIE材料能够快速响应，提供清晰的信号，从而提高检测效率和准确性。

随着AIE材料的不断发展，其在农药和兽药残留检测中的应用也日益广泛。目前，AIE材料已被用于检测多种农药残留，如有机磷农药、百草枯、莠去津、异丙甲草胺以及二硫代氨基甲酸盐类农药。同时，AIE材料也被用于检测多种兽药残留，如四环素类、喹诺酮类和氯霉素等。这些材料在检测过程中表现出良好的性能，能够提供清晰的信号，从而提高检测的准确性。

AIE材料的未来发展具有广阔的前景。首先，通过合理设计AIE材料，可以进一步提高其检测性能。例如，通过调整分子结构，可以增强AIE材料的荧光性能，提高其对目标物质的检测灵敏度。其次，AIE材料可以与便携式和现场检测平台相结合，提高检测的便捷性和实时性。此外，AIE材料还可以用于多组分和实时分析，提高检测的通量和效率。这些发展趋势使得AIE材料在农药和兽药残留检测中具有更高的应用价值。

在实际应用中，AIE材料展现出良好的性能。例如，AIE材料在固态或高度聚集状态下表现出增强的荧光性能，这种特性使其在环境监测、人体健康和公共安全等领域具有广泛应用。此外，AIE材料还具有良好的生物相容性，使其在生物检测中更具优势。在检测过程中，AIE材料能够快速响应，提供清晰的信号，从而提高检测效率和准确性。

综上所述，AIE材料作为一种新型的荧光材料，具有高荧光量子产率、快速响应、高灵敏度和优异选择性等优点。基于AIE效应的荧光检测平台在农药和兽药残留监测、化学检测、公共安全筛查以及食品安全和农业安全等领域具有广泛的应用前景。随着研究的深入，AIE材料的性能将进一步提升，其在农药和兽药残留检测中的应用也将更加广泛。