孙大文院士发表：用于食品新烟碱类农药残留检测的识别-化学传感技术最新应用

展源 2024-01-15

华南理工大学孙大文院士在国际食品权威期刊发表综述：用于食品新烟碱类农药残留检测的识别-化学传感技术最新应用 Critical Reviews in Food Science and Nutrition

●近日，华南理工大学孙大文院士课题组在食品领域的国际权威期刊《Critical Reviews in Food Science and Nutrition》(IF:10.2) 在线发表题为“Developments in food neonicotinoids detection: novel recognition strategies, advanced chemical sensing techniques, and recent applications”的综述文章，系统地阐述了用于食品新烟碱类农药的化学传感技术最新应用，华南理工大学孙大文院士为本文唯一通讯作者,华南理工大学博士生喻歆茹为第一作者。

成果介绍

新烟碱类农药（Neonicotinoids, NEOs）是一类神经毒性杀虫剂，主要用于果蔬、谷物和其他作物的害虫防治，并已成为有机磷农药、氨基甲酸酯农药和拟除虫菊酯农药的替代品。其作用机制是新烟碱类农药分子作为烟碱乙酰胆碱受体激动剂与乙酰胆碱受体选择性结合，从而破坏害虫中枢神经系统内的正常传导，最终导致目标害虫瘫痪、死亡。然而，只有约5%的活性成分可被作物吸收，其余的新烟碱类农药分子则通过迁移转化进入生态系统，对非目标生物（如人类和蜜蜂的健康）构成潜在威胁，如癌症、慢性疾病、出生缺陷和蜂群崩溃紊乱等。此外，近年来在各种食品基质中也频繁检测到新烟碱类农药残留，其中包括虾、果蔬、蜂蜜和其他食品等，这大大增加了对人体健康的暴露风险。

为此，本综述全面总结了食品中新烟碱类农药分子识别/信号放大-综合化学传感策略的最新进展。特定的识别策略为新烟碱类农药分子提供了独特的识别位点，并与有效的化学传感技术相结合，对新烟碱类农药分子进行定性和定量分析。此外，根据对最新应用的分析，这种新兴而强大的识别-化学传感平台具有快速反应、高灵敏度、强选择性和低检出限等卓越优势，并具有构建便携式传感器的成熟能力。得益于这些特点，再加上其他独特的优势，如多元耦合传感平台、人工智能（AI）和机器学习以及物联网（IoT）的集成，识别-化学传感平台为“从农场到餐桌”的产业链流程可追溯性提供了创新的方法和技术。

附图：

图1. 基于特定识别-化学传感的新烟碱类农药分子检测示意图（非生物识别为橙色背景，生物识别为红色背景）。

图2. 基于不同类型识别化学传感策略在水果和蔬菜检测上的应用。（A）电化学传感检测吡虫啉的示意图；（B）信号比率型电化学传感检测吡虫啉的示意图；（C）基于杂交链反应的比色传感检测啶虫脒的示意图；（D）基于 ZIF 混合材料的免疫层析条检测啶虫脒的示意图；（E）基于N/NiCu@C的电化学传感器检测新烟碱类农残的示意图；（F）检测噻虫嗪的电化学平台示意图。

图3. 基于不同类型识别化学传感策略在谷物检测上的应用。（A）基于分子印迹识别-石墨烯的电化学传感噻虫嗪检测示意图；（B）基于主客识别-电化学检测吡虫啉的示意图；（C）基于免疫识别- SERS传感检测吡虫啉的示意图；（D）基于 Fe₂O₃@g-C₃N₄@MSB 涂层丝网印刷电极的噻虫嗪检测电化学监测平台示意图。