综述：环境分析中新兴有机污染物的电化学适体传感策略

本综述系统评述了电化学适体传感器(E-aptasensors)在环境新兴有机污染物(EOPs)检测中的前沿应用，重点阐释了其通过整合适配体(aptamers)的高特异性与电化学转导技术的高灵敏度，在实现水体/土壤中药物、农药等小分子污染物快速、高敏检测方面的突破性进展，并深入探讨了纳米材料(e.g., AuNPs, MOFs)增强机制及SELEX筛选策略等关键技术挑战。

　　

新兴有机污染物的检测挑战与技术革新

新兴有机污染物（EOPs）——包括药物残留、农药、内分泌干扰物及工业化学品等大量物质——对生态环境和人类健康构成严重威胁。传统检测方法虽准确性高，但通常受限于实验室环境、成本高昂且耗时较长，难以满足高效环境监测的需求。电化学适体传感器（以下简称“适体传感器”）作为一种极具前景的替代技术脱颖而出，它融合了电化学转导技术的高灵敏度、便携潜力和经济性，以及适配体（aptamers）——短链合成核酸序列——的特异性分子识别能力和稳定性。

适体筛选与传感器构建原理

适体传感器的核心在于其分子识别元件——适配体，它通过指数富集的配体系统进化技术（SELEX）筛选获得。面对EOPs中常见的小分子靶标（如药物或农药残留），SELEX技术面临独特挑战，包括靶分子量小、表位有限及结合亲和力弱等问题。近年来，通过改良SELEX策略（如捕获-SELEX、磁性 bead-SELEX）成功提高了针对小分子目标的适配体筛选效率，为传感器构建奠定基础。

适体固定化技术是传感器性能优化的另一关键。常见方法包括金-硫醇自组装膜（SAMs）固定、生物素-链霉亲和素桥接、以及共价交联等，这些策略能够控制适体取向和密度，最大程度保留其生物活性。电极表面修饰进一步借助各类纳米材料实现性能突破。

纳米材料在信号增强中的作用

纳米材料通过增大比表面积、提高电子传导性和引入信号放大机制，显著提升适体传感器的检测性能。金纳米粒子（AuNPs）凭借优良的导电性和生物相容性，常用于修饰电极表面并增加适体负载量；碳基纳米材料（如石墨烯、碳纳米管）可加速电子转移过程；金属氧化物（如TiO₂, Fe₃O₄）和金属有机框架（MOFs）则通过多孔结构吸附靶分子或提供催化活性位点，进一步降低检测限、提高灵敏度。

电化学转导机制分类与应用

适体传感器依赖多种电化学转导机制将分子识别事件转换为可读信号。伏安法技术（如差分脉冲伏安法DPV、方波伏安法SWV）通过测量电流响应变化直接或间接量化污染物浓度；电化学阻抗谱（EIS）可实时监测电极界面电子转移阻力变化，适用于表征适体-靶标结合动力学；电化学发光法（ECL）则利用发光信号进行高灵敏、低背景检测，尤其适合复杂环境基质中痕量EOPs的测定。

适体传感器在环境样本中的实际应用

这类传感器已成功应用于多种环境介质中EOPs的检测，尤以水体和土壤样本为重点。针对药物类污染物（如抗生素、镇痛药）、农药（如有机磷类、三嗪类）以及持久性有机污染物（POPs），传感器展现出卓越的分析性能：检测限常低至纳摩尔甚至皮摩尔级别，同时具备良好的选择性、重现性与稳定性。实际样本检测时，往往需克服基质干扰强、非特异性吸附等问题，通过引入屏蔽分子、样本预处理或使用参比电极等手段予以优化。

未来展望与技术挑战

尽管电化学适体传感器在EOPs检测方面显示出巨大潜力，其在实际推广应用仍面临若干挑战。包括适体在复杂环境条件下的稳定性、传感器集成与便携式设备的开发、多组分同时检测能力的提升以及标准化操作流程的建立。未来研究或将聚焦于开发新型仿生识别分子、多功能纳米复合材料、微流控芯片集成系统以及结合人工智能算法进行信号解析，以推动适体传感器从实验室走向现场快速检测，最终成为环境监测网络中的重要工具。