食品安全問題一直是政府和社會(huì)普遍關(guān)注的問題，現(xiàn)階段，在農(nóng)業(yè)種植過程中，農(nóng)藥的過量使用導(dǎo)致食品中農(nóng)藥含量過高，生物傳感技術(shù)的應(yīng)用，可充分滿足食品行業(yè)農(nóng)藥檢測(cè)需求，且提高了食品農(nóng)藥殘留檢測(cè)精確度。 

在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)種植中，農(nóng)作物經(jīng)常受蟲害、草害影響，而農(nóng)藥作為非常有效的治理手段，在農(nóng)業(yè)種植中被普遍應(yīng)用，過量使用農(nóng)藥，或在農(nóng)作物收獲前期使用多種農(nóng)藥，以保證農(nóng)作物產(chǎn)量和質(zhì)量，會(huì)導(dǎo)致農(nóng)產(chǎn)品中農(nóng)藥殘留過多，引起食品安全問題，需使用必要的檢測(cè)手段，以確定農(nóng)產(chǎn)品中農(nóng)藥含量，避免食品安全問題。

1 抑制型生物傳感器

1.1 膽堿酯酶

膽堿酯酶的活性會(huì)受到農(nóng)藥中一些物質(zhì)的抑制，主要包括有機(jī)磷、氨基甲酸酶，另外，重金屬、尼古丁等也對(duì)膽堿酯酶具有抑制作用，所以利用膽堿酯酶進(jìn)行農(nóng)藥檢測(cè)時(shí)，會(huì)受到重金屬、尼古丁等物質(zhì)的干擾，從而影響食品農(nóng)藥殘留檢測(cè)的質(zhì)量。利用膽堿酯酶進(jìn)行農(nóng)藥殘留檢測(cè)時(shí)，要保證電極上膽堿酯酶活性的可靠性，對(duì)其進(jìn)行固定化。

1.1.1 電化學(xué)檢測(cè)型

①乙酰膽堿酯酶(AchE)電流型生物傳感器，基于膽堿酯酶進(jìn)行農(nóng)藥檢測(cè)時(shí)，檢測(cè)樣品無需任何處理，相關(guān)研究人員使用該傳感器，檢測(cè)茄子、白菜、柿子中的農(nóng)藥殘留，檢測(cè)結(jié)果顯示，其檢測(cè)限是30.4 ng/mL;檢測(cè)食品中的馬拉硫磷的檢測(cè)限為0.058 ng/mL，定量檢測(cè)限為0.044 ng/mL;其在乙酰甲胺磷農(nóng)藥檢測(cè)中的應(yīng)用，檢測(cè)限為0.194 ng/mL，定量檢測(cè)限為0.147 ng/mL。②乙酰膽堿酯酶(AchE)電流型生物傳感器主要測(cè)定的是pH值，通過金屬氧化電極測(cè)定傳感器表面酶層pH來確定農(nóng)藥的含量?，F(xiàn)階段，研究人員研發(fā)出一種便攜式的電勢(shì)型Ache傳感器，并提升了檢測(cè)的精確度，可以對(duì)0.25 ng/mL～38.5 μg/mL濃度的農(nóng)藥進(jìn)行檢測(cè)，可測(cè)定滅多蟲、OP農(nóng)藥(乳化劑類農(nóng)藥);研究人員使用甲基纖維素、牛血清白蛋白作為捕獲劑，將Ache膜層固定在pH電極上，制作成電勢(shì)型傳感器，通過檢測(cè)試驗(yàn)證實(shí)，5種農(nóng)藥的檢測(cè)限為10-7 mol/L。

1.1.2 熒光檢測(cè)型

將膽堿酯酶?jìng)鞲衅髋c熒光檢測(cè)技術(shù)相結(jié)合。研究人員使用酶(AchE、膽堿氧化酶)、乙酰膽堿、量子點(diǎn)等制作成一種新型的生物傳感器，可以檢測(cè)出食品中的敵敵畏，研究人員以蘋果為樣品進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)原理如圖1所示。如果檢測(cè)樣品中有敵敵畏殘留，則會(huì)抑制AchE的活性，然后抑制膽堿氧化酶，從而減少H2O2的生成量，量子點(diǎn)上的熒光淬滅變?nèi)?，因此熒光淬滅效果與敵敵畏濃度存在一定的關(guān)聯(lián)，據(jù)此可完成檢測(cè)，其檢測(cè)限為4.50 nmol/L。

1.2 過氧化物酶

對(duì)過氧化物酶有抑制作用的物質(zhì)有很多種，包括金屬、重鉻酸鹽、半胱氨酸、羥胺、硫化物等，借助這些物質(zhì)對(duì)過氧化物酶的抑制作用，制作出的生物傳感器可用于檢測(cè)食品中的農(nóng)藥殘留，一般使用的測(cè)定方法是方波伏安法，主要用于測(cè)定硫雙威，從苜蓿芽中提取過氧化物酶，并將其固定在金電極上，借助L-半胱氨酸測(cè)定白菜樣品中的硫雙威含量，最終獲取硫雙威的檢測(cè)限為5.81×10-7 mol/L，檢測(cè)范圍是2.31×10-6～4.39×10-5 mol/L。應(yīng)用基于過氧化物酶的生物傳感器測(cè)量方法，將過氧化物酶固定化，在檢測(cè)過程中不會(huì)受到基質(zhì)影響，并且在檢測(cè)之前也不用進(jìn)行衍生化加工，檢測(cè)成本較低，且耗時(shí)較少，具有應(yīng)用和推廣優(yōu)勢(shì)。

1.3 酸性磷酸酶

利用農(nóng)藥對(duì)酸性磷酸酶的抑制作用，研究人員研發(fā)出電流型雙酶(酸性磷酸酶、葡萄糖氧化酶)生物傳感器，主要應(yīng)用物理和化學(xué)方法，在安培計(jì)電極上固定兩種酶，可檢測(cè)農(nóng)藥中的有機(jī)磷類和氨基甲酸酯類農(nóng)藥。還有一種是混合型的生物傳感器，沒有將酸性磷酸酶固定在電極上，而是固定在馬鈴薯切片上，以提高酶的活性，應(yīng)用這兩種傳感器，檢測(cè)OP農(nóng)藥，獲取的檢測(cè)限為1 μg/L;用于檢測(cè)G6P(葡萄糖-6磷酸)，兩種傳感器的檢測(cè)限是4.9×10-5～1.3×10-3 mol/L。

2 免疫生物傳感器

其主要將抗體或抗原作為檢測(cè)元素，對(duì)農(nóng)藥中特定的分子進(jìn)行檢測(cè)，而大部分酶生物傳感器，只能測(cè)定出農(nóng)藥的總含量，而不能檢測(cè)出特定的分子，免疫生物傳感器的出現(xiàn)，彌補(bǔ)了酶?jìng)鞲衅鞯牟蛔?，并且免疫型生物傳感器的體積較小、成本較低，并且可進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)。應(yīng)用抗體或者是抗原進(jìn)行食品農(nóng)藥殘留檢測(cè)，已經(jīng)成為生物傳感技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用的主要方向。一般使用的測(cè)定方法是競(jìng)爭(zhēng)法，但是這種方法操作較為復(fù)雜，所以非標(biāo)記型傳感器得到快速發(fā)展，并得到很好地應(yīng)用，與標(biāo)記型傳感器相比，非標(biāo)記傳感器檢測(cè)成本較低，以及具備實(shí)時(shí)檢測(cè)能力，但是其缺點(diǎn)是體積較大，操作過于復(fù)雜，不適用于快速檢測(cè)。

2.1 電化學(xué)式

在食品農(nóng)藥殘留檢測(cè)行業(yè)中，電化學(xué)免疫傳感器類型較多。①非標(biāo)記型，用于測(cè)定農(nóng)藥莠去津，將AuNPs(金納米粒子)固定在金電極上，提升莠去津單克隆抗體的固載量，提高金電極的檢測(cè)靈敏度，然后使用傳感器進(jìn)行檢測(cè)，使抗體與莠去津互相作用，產(chǎn)生信號(hào)，接著應(yīng)用微分脈沖伏安法進(jìn)行測(cè)定，應(yīng)用該方法檢測(cè)莠去津農(nóng)藥含量的線性范圍是0.05～0.5 ng/mL，檢測(cè)限為0.015 ng/mL。②競(jìng)爭(zhēng)型，研究人員在傳感器的電極上，安裝了IDuEs(集成微電極)，用來檢測(cè)紅酒中的莠去津含量，最大檢測(cè)濃度是10-9 ng/mL，應(yīng)用的是直流型傳感器，所以檢測(cè)的成本較低。

2.2 機(jī)械式

微懸臂梁傳感器通過應(yīng)力變化進(jìn)行農(nóng)藥含量檢測(cè)，將抗體固定在金電極上，然后使其與樣品相互作用，從而應(yīng)力發(fā)生變化，促使懸臂發(fā)生位移。將二氯苯氧乙酸和莠去津抗體固定在金電極表面，形成一個(gè)活性免疫層，農(nóng)藥與兩種抗體之間的粘附力，需使用原子力顯微鏡懸臂測(cè)量。

3 結(jié)語

目前，生物傳感技術(shù)在食品農(nóng)藥殘留檢測(cè)中，已得到廣泛應(yīng)用，且可檢測(cè)復(fù)雜的農(nóng)藥殘留樣品?；诿傅纳飩鞲衅鞒霈F(xiàn)和應(yīng)用的時(shí)間最早，也是應(yīng)用最多的生物傳感技術(shù)，其檢測(cè)操作簡(jiǎn)便、速度快，且靈敏度高，其中，傳感器靈敏度與酶的活性密切相關(guān)，所以在農(nóng)藥殘留檢測(cè)過程中，要使用技術(shù)手段，保持和提高酶的活性，增加其靈敏度，以保證檢測(cè)的精確度。另外，免疫生物傳感器，主要用于水溶性農(nóng)藥的測(cè)定，檢測(cè)比較便捷，具有很強(qiáng)的專一性。因此，在農(nóng)藥殘留檢測(cè)工作中，需要根據(jù)檢測(cè)對(duì)象選擇合適的生物傳感器，從而保證農(nóng)藥殘留檢測(cè)工作質(zhì)量。

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