金屬納米團(tuán)簇在農(nóng)藥檢測(cè)中的應(yīng)用研究進(jìn)展

關(guān)鍵詞金屬納米團(tuán)簇；檢測(cè)方法；農(nóng)藥；評(píng)述

隨著農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展，農(nóng)藥的使用范圍越來(lái)越廣泛，而農(nóng)藥不合理以及過(guò)度使用的情況也較普遍。很多農(nóng)藥在環(huán)境中殘效期長(zhǎng)，不僅對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重危害，而且可經(jīng)由食物鏈進(jìn)入人體和其它生物體內(nèi)，增加中毒風(fēng)險(xiǎn)。因此，開發(fā)便捷、高效的農(nóng)藥殘留檢測(cè)方法非常重要。目前，常用的農(nóng)藥檢測(cè)方法包括氣相色譜法（GC）[1]、高效液相色譜法（HPLC）[2]、表面增強(qiáng)拉曼光譜法（SERS）[3-4]、氣相色譜-質(zhì)譜法（GC-MS）[5]、高效液相色譜-質(zhì)譜法（HPLC-MS）[6]和酶聯(lián)免疫吸附分析法（ELISA）[7]等。但是，這些方法存在成本高、操作復(fù)雜或檢測(cè)耗時(shí)長(zhǎng)等不足[6]。近年來(lái)，研究者開發(fā)了多種基于納米材料的農(nóng)藥檢測(cè)方法，包括熒光法、比色法和電化學(xué)分析法等，具有傳感效率高、操作簡(jiǎn)便和靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)[8-10]。其中，金屬納米團(tuán)簇（Metal nanoclusters， MNCs）作為一種性能優(yōu)越的新型納米材料，已被廣泛應(yīng)用于農(nóng)藥檢測(cè)。

MNCs 通常由幾個(gè)到數(shù)十個(gè)原子組成，尺寸大小與1 個(gè)電子的費(fèi)米波長(zhǎng)相近，具有類分子性質(zhì)。MNCs 的電子被限域在分子尺寸和特殊的離散能級(jí)，表現(xiàn)出獨(dú)特的化學(xué)性質(zhì)[11-13]。常用的MNCs 包括金納米團(tuán)簇（AuNCs）[14-15]、銀納米團(tuán)簇（AgNCs）[16-17]、銅納米團(tuán)簇（CuNCs）[18-19]以及雙金屬納米團(tuán)簇[20]等。MNCs 具有粒徑小、穩(wěn)定性高、斯托克斯位移大以及生物相容性好等優(yōu)點(diǎn)[21]，近年來(lái)被廣泛用于多種目標(biāo)分析物的檢測(cè)，其中，在農(nóng)藥檢測(cè)領(lǐng)域的應(yīng)用備受關(guān)注。

目前，已有一些關(guān)于農(nóng)藥檢測(cè)方法的綜述報(bào)道，如Kaur 等[22]報(bào)道了多種用于農(nóng)藥檢測(cè)的綠色分析化學(xué)方法， Huang 等[23]討論了各種納米材料探針在農(nóng)藥檢測(cè)中的應(yīng)用。另外，一些綜述文章總結(jié)了MNCs在環(huán)境污染物檢測(cè)中的應(yīng)用，如Du 等[24]評(píng)述了CuNCs 的合成以及在環(huán)境污染物檢測(cè)中的應(yīng)用，本研究組[25]綜述了MNCs 的制備及其在環(huán)境污染物檢測(cè)中的研究進(jìn)展。近年來(lái)， MNCs 在農(nóng)藥檢測(cè)領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越受到重視[16，26]，但是，目前還未見針對(duì)MNCs 在農(nóng)藥檢測(cè)領(lǐng)域研究進(jìn)展的綜述報(bào)道。本文綜述了近年來(lái)基于MNCs 的檢測(cè)方法及其在農(nóng)藥檢測(cè)中的應(yīng)用進(jìn)展，并對(duì)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了展望，以期為MNCs 在農(nóng)藥檢測(cè)及其它檢測(cè)領(lǐng)域中的應(yīng)用提供參考。

1 基于MNCs的農(nóng)藥檢測(cè)方法概述

MNCs 是一類具有類似于分子離散能級(jí)的納米粒子，具有光致發(fā)光性質(zhì)，并且具有較寬的激發(fā)光譜和較窄的發(fā)射光譜[27]?；贛NCs 的獨(dú)特性質(zhì)，目前已開發(fā)了多種分析檢測(cè)方法，如熒光法、比色法、電化學(xué)法以及多種方法聯(lián)用等[16，28-31]，在土壤污染物和生物標(biāo)志物檢測(cè)等多個(gè)領(lǐng)域受到了廣泛關(guān)注。

1.1 熒光法

熒光法是基于MNCs 的分析方法中最常用的方法。常見的MNCs 如AuNCs、AgNCs 和CuNCs 大部分自身具有熒光發(fā)射性質(zhì)，可直接或間接地與農(nóng)藥或農(nóng)藥分解產(chǎn)物相互作用，在一定條件下發(fā)生熒光增強(qiáng)或熒光猝滅作用，進(jìn)而通過(guò)熒光強(qiáng)度的變化實(shí)現(xiàn)目標(biāo)物的檢測(cè)。目前，已經(jīng)報(bào)道的檢測(cè)策略包括可通過(guò)適配體修飾[32]、配體-金屬電荷轉(zhuǎn)移（Ligand-metal charge transfer， LMCT）[33]、聚集誘導(dǎo)發(fā)光（Aggregationinducedemission， AIE）[34]等增強(qiáng)MNCs 的熒光，也可通過(guò)熒光共振能量轉(zhuǎn)移（Fluorescence resonanceenergy transfer， FRET）[26]、配位作用[35]、熒光內(nèi)濾效應(yīng)（Inner filter effect， IFE）[36-38]和電子轉(zhuǎn)移作用[39]等猝滅MNCs 的熒光。Cheng 等[36]利用二硫代氨基甲酸酯-Cu2+絡(luò)合物基于IFE 猝滅鎳納米團(tuán)簇（NiNCs）的熒光的性質(zhì)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)二硫代氨基甲酸酯類農(nóng)藥的檢測(cè)。Liu 等[40]基于焦磷酸根-Zn2+復(fù)合物誘導(dǎo)AuNCs 與量子點(diǎn)的自組裝產(chǎn)生的熒光增強(qiáng)作用，實(shí)現(xiàn)了堿性磷酸酶的靈敏檢測(cè)。

單一發(fā)射信號(hào)的熒光探針易受多種背景因素影響，如儀器參數(shù)和實(shí)驗(yàn)環(huán)境等，從而對(duì)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生影響。比率熒光探針是一種具有雙發(fā)射信號(hào)的熒光探針，通常選定兩種不同發(fā)射波長(zhǎng)的熒光信號(hào)做比值，能夠有效減少假陽(yáng)性或假陰性的結(jié)果，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)分析物的準(zhǔn)確檢測(cè)[41]。Chen 等[42]構(gòu)建了具有雙發(fā)射的N-CQDs@CuNCs 比率探針，以氮摻雜碳量子點(diǎn)（Nitrogen-doped carbon quantum dots， N-CQDs）的熒光作為參比信號(hào)、CuNCs 的熒光作為響應(yīng)信號(hào)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)福美雙和百草枯的靈敏檢測(cè)。Li 等[43]合成的AuAgNCs-CD 納米復(fù)合物可與羅丹明B（RhB）結(jié)合產(chǎn)生FRET 效應(yīng)，有機(jī)氮農(nóng)藥多菌靈（CBZ）與RhB 競(jìng)爭(zhēng)AuAgNCs-CD 的結(jié)合位點(diǎn)，抑制FRET 效應(yīng)，依據(jù)530 nm 與580 nm 的熒光強(qiáng)度比值建立了比率熒光法檢測(cè)CBZ，檢出限（LOD）為3.4 ng/mL， 在實(shí)際食品樣品檢測(cè)中展現(xiàn)出良好的性能。

將MNCs 與其它材料復(fù)合可開發(fā)一系列新的熒光檢測(cè)方法，以擴(kuò)大MNCs 在復(fù)雜體系中的應(yīng)用范圍[44]。金屬有機(jī)框架（Metal organic frameworks， MOFs）[45]對(duì)MNCs 的保護(hù)作用可增強(qiáng)熒光探針的穩(wěn)定性或增強(qiáng)熒光強(qiáng)度。Sun 等[46]以MOFs 材料ZIF-8 為封裝劑合成了MnO2-AuNCs@ZIF-8 復(fù)合材料，最大發(fā)射波長(zhǎng)為635 nm， MnO2 可催化鄰苯二胺（OPD）氧化生成OPDox，猝滅復(fù)合材料的熒光。乙酰膽堿酯酶（Acetylcholinesterase， AChE）催化乙酰硫代膽堿（ATCh）水解為硫代膽堿（TCh）， TCh 還原MnO2 生成Mn2+，阻礙OPD 的氧化過(guò)程，通過(guò)有機(jī)磷農(nóng)藥毒死蜱（CPF）對(duì)AChE 的抑制作用實(shí)現(xiàn)青菜中CPF 的檢測(cè)，其中， ZIF-8 具有穩(wěn)定熒光和抗污染的作用。Wei 等[47]以ZIF-8 為載體封裝AuNCs，顯著增強(qiáng)了AuNCs的熒光，據(jù)此設(shè)計(jì)了靈敏檢測(cè)草甘膦和馬拉硫磷等有機(jī)磷農(nóng)藥的方法。

1.2 比色法

比色法多用于檢測(cè)顏色易變的物質(zhì)，通過(guò)目視比色或基于紫外-可見吸收光譜直接或間接地分析樣品成分，具有靈敏、操作簡(jiǎn)便和成本低等優(yōu)勢(shì)[48]?；贛NCs 的比色分析法目前多用于檢測(cè)MNCs 的類酶活性，以加入待測(cè)物后顏色的改變?yōu)闄z測(cè)信號(hào)，由此實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)物的檢測(cè)。Tai 等[49]基于DNA 與β-環(huán)糊精修飾的CuNCs 的類過(guò)氧化物酶活性設(shè)計(jì)了有機(jī)磷農(nóng)藥草甘膦的比色檢測(cè)法， LOD 為0.85 ng/mL， 用于蘋果、白菜和茶葉等實(shí)際樣品中草甘膦的檢測(cè)，加標(biāo)回收率為80.3%～100.7%。此外， Cai 等[50]合成了AuNCs@ZIF-8，基于AChE 和膽堿氧化酶（Choline oxidase， CHO）的酶解產(chǎn)物對(duì)ZIF-8 的雙重作用，構(gòu)建了檢測(cè)草甘膦和殺螟松等有機(jī)磷農(nóng)藥的熒光-比色傳感器。Yan 等[51]將AuNCs 負(fù)載在MnO2 納米材料上，利用AChE-CHO 雙酶催化作用與有機(jī)氮農(nóng)藥甲萘威對(duì)AChE 的抑制作用，實(shí)現(xiàn)了對(duì)甲萘威的熒光-比色雙信號(hào)傳感。

1.3 電化學(xué)分析法

電化學(xué)分析法具有靈敏度高、檢測(cè)范圍寬、設(shè)備簡(jiǎn)單以及操作簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)[52-53]?；贛NCs 的電化學(xué)傳感器在農(nóng)藥檢測(cè)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。Pajooheshpur 等[54]開發(fā)了一種以牛血清白蛋白（BSA）為模板制備的Au-Pt 雙金屬納米簇（BSA-Au-Pt/GCE）和石墨烯納米帶（GNRs）組成的新型傳感器，可快速、靈敏地測(cè)定有機(jī)磷農(nóng)藥二嗪農(nóng)。Zhang 等[55]以羧基殼聚糖為交聯(lián)劑，將AChE 固定在還原氧化石墨烯（RGO）與AgNCs 修飾的玻碳電極（GCE）上，成功實(shí)現(xiàn)了對(duì)辛硫磷的電化學(xué)檢測(cè)。

電致化學(xué)發(fā)光（Electrochemilumminescence， ECL）是由電化學(xué)反應(yīng)激發(fā)的化學(xué)發(fā)光現(xiàn)象。許多電活性物質(zhì)都可直接或間接地通過(guò)反應(yīng)中的電子轉(zhuǎn)移形成激發(fā)態(tài)物質(zhì)，隨后經(jīng)過(guò)弛豫輻射途徑返回基態(tài)而發(fā)光。MNCs 因具有水溶性好、毒性低等優(yōu)點(diǎn)，已被用于構(gòu)建ECL 傳感器。Luo 等[56]將AuNCs 與石墨烯復(fù)合，構(gòu)建了檢測(cè)有機(jī)氯農(nóng)藥五氯苯酚的ECL 傳感器，其中， AuNCs 的引入有效放大了ECL 檢測(cè)信號(hào)，顯著提高了檢測(cè)靈敏度，并成功用于水樣中五氯苯酚的檢測(cè)。目前，基于MNCs 的ECL 檢測(cè)的研究主要集中在金屬離子[57-58]及多巴胺（DA）[59]等生物分子的檢測(cè)方面，對(duì)農(nóng)藥檢測(cè)的報(bào)道還較少。

2 MNCs在農(nóng)藥檢測(cè)中的應(yīng)用

根據(jù)農(nóng)藥的主要元素構(gòu)成，可將其分為有機(jī)磷農(nóng)藥、有機(jī)氮農(nóng)藥和有機(jī)氯農(nóng)藥等類型（圖1）。有機(jī)磷農(nóng)藥的化學(xué)結(jié)構(gòu)通常以磷酸基團(tuán)為中心，其O原子或羥基可被烴基取代或硫代。按照取代基結(jié)構(gòu)，有機(jī)磷農(nóng)藥可分為磷酸酯、硫代磷酸酯、膦酸酯和磷酰胺等（圖1A）。有機(jī)氮農(nóng)藥主要是氨基甲酸酯類化合物，其結(jié)構(gòu)通式如圖1B 所示，通常R1 為甲基。根據(jù)R2、R3 的不同，有機(jī)氮農(nóng)藥可分為萘基氨基甲酸酯、苯基氨基甲酸酯、雜環(huán)甲基氨基甲酸酯等，其中，酯基上的O原子被S 原子取代時(shí)，可形成硫代氨基甲酸酯。有機(jī)氯農(nóng)藥是含有C—Cl共價(jià)鍵且具有殺蟲效果的有機(jī)化合物，如2-甲基-4-氯苯氧乙酸（圖1C）[60]。

2.1 有機(jī)磷農(nóng)藥的檢測(cè)

2.1.1 磷酸酯農(nóng)藥的檢測(cè)

在磷酸酯結(jié)構(gòu)中， P 原子除了與O 形成P=O 雙鍵外，還分別與3 個(gè)—OR 基團(tuán)相連（圖1A）。常見的磷酸酯類有機(jī)磷農(nóng)藥包括對(duì)氧磷和甲硫磷等。

對(duì)氧磷是一種膽堿酯酶抑制劑，主要用于防治水稻螟蟲和高粱條螟等害蟲，容易通過(guò)皮膚吸收，對(duì)人體危害大，因此發(fā)展對(duì)氧磷快速高效的檢測(cè)方法尤為重要。Liu 等[61]利用光子晶體（PhCs）的選擇性熒光增強(qiáng)效應(yīng)與AuNCs 結(jié)合，設(shè)計(jì)了一種比率型熒光傳感器，用于測(cè)定AChE 和對(duì)氧磷。AChE 催化ATCh 水解產(chǎn)生TCh， TCh 中帶正電的—N（CH₃）₄⁺與帶負(fù)電的AuNCs 發(fā)生靜電相互作用；同時(shí)， TCh 中巰基的S與Au 配位，使AuNCs 熒光猝滅。加入對(duì)氧磷后， AChE 活性受到抑制，熒光恢復(fù)，基于此可用于檢測(cè)對(duì)氧磷， LOD 為0.025 ng/mL。該研究首次利用PhCs 選擇性地增強(qiáng)了AuNCs 的熒光，提高了比率熒光傳感器的靈敏度，但是酶的活性和穩(wěn)定性容易受pH 值、溫度和濕度的影響，限制了其在現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)中的應(yīng)用。Bagheri 等[62]以BSA 為模板合成了一種蛋白帽狀CuNCs-單壁碳納米管（CuNCs@BSA-SWCNT）復(fù)合材料，用于制備檢測(cè)對(duì)氧磷的無(wú)酶電化學(xué)傳感器。在該復(fù)合材料中， CuNCs@BSA 起到導(dǎo)電以及富集電極表面反應(yīng)活性中心的作用，而SWCNT 提高了GCE 表面的電催化活性和電導(dǎo)率。CuNCs@BSA-SWCNT電化學(xué)傳感器的峰電流與對(duì)氧磷的濃度分別在0.05～0.5 μmol/L 和0.5～35 μmol/L 范圍內(nèi)具有良好的線性關(guān)系， LOD 為12.8 nmol/L，顯示了MNCs 在第三代無(wú)酶電化學(xué)傳感器中良好的應(yīng)用前景。

甲硫磷主要用于防治棉田鱗翅目害蟲，對(duì)腦組織中的AChE 具有抑制作用，還可降低肝微粒體谷胱甘肽（GSH）轉(zhuǎn)移酶的活性，而GSH 轉(zhuǎn)移酶是體內(nèi)重要解毒酶系之一。Li 等[63]通過(guò)一步氧化還原反應(yīng)合成了二硫鍵功能化的AuNCs（S-S-AuNCs），基于對(duì)巰基化合物以及pH 值的雙重響應(yīng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)甲硫磷的高靈敏檢測(cè)。AChE 催化ATCh 水解產(chǎn)生含巰基的TCh 和CH₃COOH， TCh 誘導(dǎo)S-S-AuNCs 分解；同時(shí)，產(chǎn)生的CH₃COOH 質(zhì)子化S-S-AuNCs，使S-S-AuNCs 的熒光猝滅。甲硫磷抑制了AChE 的催化水解活性，體系中的TCh 和CH₃COOH 的濃度降低， S-S-AuNCs 的熒光恢復(fù)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了對(duì)甲硫磷的檢測(cè)，線性范圍為0.05～20 ng/mL， LOD 為0.015 ng/mL。與其它熒光檢測(cè)法相比，該方法的線性范圍較寬，檢出限較低。二硫鍵功能化的MNCs 有望在其它具有硫醇結(jié)構(gòu)的有機(jī)磷農(nóng)藥檢測(cè)中得到應(yīng)用。

2.1.2 一硫代磷酸酯農(nóng)藥的檢測(cè)

磷酸酯基團(tuán)中的一個(gè)O原子被S原子取代，即形成一硫代磷酸酯結(jié)構(gòu)（包括硫醇式和硫酮式）。常見的一硫代磷酸酯類有機(jī)磷農(nóng)藥包括倍硫磷、對(duì)硫磷、二嗪農(nóng)和CPF等。

倍硫磷是一種具有細(xì)胞毒性和遺傳毒性的有機(jī)硫代磷酸酯類殺蟲劑。Guan 等[64]構(gòu)建了La³⁺輔助GSH 保護(hù)的AuNCs 和CDs 納米檢測(cè)平臺(tái)，開發(fā)了無(wú)酶比率熒光法檢測(cè)倍硫磷（圖2）。在含有La³⁺的CDs/GSH-AuNCs 溶液中， La³⁺與AuNCs 表面的GSH 配位，誘導(dǎo)GSH-AuNCs 聚集，發(fā)生AIE 效應(yīng)。加入倍硫磷后， La³⁺和倍硫磷結(jié)構(gòu)中的含氧官能團(tuán)結(jié)合，形成以La³⁺為中心、GSH 和倍硫磷為配體的多齒絡(luò)合物，有利于誘導(dǎo)更多的AuNCs 聚集，從而使AuNCs 的熒光二次增強(qiáng)，而CDs 的熒光強(qiáng)度不受影響。由此，通過(guò)測(cè)量GSH-AuNCs 和CDs 的熒光比率可實(shí)現(xiàn)對(duì)痕量倍硫磷的檢測(cè)。該方法的線性范圍為0.01～1.10μg/mL， LOD 為4.49 ng/mL，用于蘋果、橙子和黃瓜等實(shí)際樣品中倍硫磷檢測(cè)的加標(biāo)回收率分別為86.7%～102.7%、93.3%～99.6%和86.7%～97.6%。

甲基對(duì)硫磷（MP）是一種非內(nèi)吸性農(nóng)藥，有強(qiáng)觸殺作用，常作為殺蟲劑。目前報(bào)道的MP 熒光檢測(cè)方法多依賴于酶的催化或抑制作用[65]，而天然酶存在價(jià)格昂貴、穩(wěn)定性差等問(wèn)題，因此，開發(fā)無(wú)酶?jìng)鞲衅鲗?duì)于MP 檢測(cè)具有重要意義。本研究組[18]構(gòu)建了一種三聚氰胺-甲醛（MF）微球-CuNCs（MF@CuNCs）熒光探針，用于檢測(cè)MP。在MF@CuNCs中， MF 微球通過(guò)靜電吸引作用將CuNCs聚集到帶正電荷的MF 微球表面，發(fā)生AIE 效應(yīng)，熒光顯著增強(qiáng)。引入MP 后，在堿性條件下， MP 產(chǎn)生的對(duì)硝基苯酚通過(guò)電子轉(zhuǎn)移過(guò)程猝滅MF@CuNCs 的熒光，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)MP 的無(wú)酶?jìng)鞲校?LOD 為0.04 mg/L。該方法被成功用于梨、黃瓜和土壤等樣品中MP 的檢測(cè)；同時(shí)，結(jié)合智能手機(jī)對(duì)熒光顏色進(jìn)行數(shù)字化分析，可實(shí)現(xiàn)MP 的可視化便攜式檢測(cè)。除了使用熒光法檢測(cè)MP 外，還可利用基于MNCs 的電化學(xué)傳感器檢測(cè)MP。Rahmani 等[20]制備了以BSA 為模板合成的Au-Ag 雙金屬納米團(tuán)簇改性玻碳電極（Au-Ag@BSA/GCE），基于此構(gòu)建無(wú)酶電化學(xué)生物傳感器用于檢測(cè)MP。結(jié)果表明，在電化學(xué)檢測(cè)過(guò)程中， Au-Ag@BSA 顯著催化了MP 的氧化還原反應(yīng)，提高了檢測(cè)靈敏度。該方法測(cè)定MP 的兩段線性范圍為0.02～8.0 μmol/L 和8.0～200 μmol/L，檢出限為8.2 nmol/L。

二嗪農(nóng)是使用最廣泛的殺蟲劑和殺螨劑之一。Suo 等[66]報(bào)道了基于碳量子點(diǎn)（CQDs）和AuNCs 之間的FRET 效應(yīng)的比率熒光檢測(cè)體系，用于檢測(cè)AChE 和二嗪農(nóng)。AChE 催化ATCh 水解產(chǎn)生TCh， TCh 中的S 與AuNCs 結(jié)合，使熒光增強(qiáng)。加入二嗪農(nóng)后，抑制了AChE 的活性， TCh 濃度降低，從而使熒光猝滅。該方法檢測(cè)二嗪農(nóng)的線性范圍為1～50 ng/mL， LOD 為0.81 ng/mL。Pajooheshpour 等[54]制備了以BSA 為模板的Au-Pt 納米團(tuán)簇-石墨烯納米帶修飾無(wú)酶電化學(xué)傳感器，檢測(cè)二嗪農(nóng)的線性范圍為0.01～10.0 μmol/L 和10.0～170μmol/L， LOD 為0.002 μmol/L。

CPF 既具有一硫代磷酸酯結(jié)構(gòu)，同時(shí)又含有氯元素，屬于中等毒性農(nóng)藥。目前已被包括我國(guó)在內(nèi)的多個(gè)國(guó)家禁用或限用，因此，發(fā)展CPF 的靈敏檢測(cè)方法具有重要意義。Wang 等[26]制備了一種熒光AuNCs 基水凝膠， CoOOH 納米片通過(guò)FRET 效應(yīng)猝滅AuNCs 基水凝膠的熒光，利用CPF 對(duì)AChE 的抑制作用，減少ATCh 水解產(chǎn)生TCh，從而抑制TCh 催化CoOOH 納米片分解為Co²⁺，導(dǎo)致熒光猝滅，該方法檢測(cè)CPF 的LOD 為0.59 ng/mL。該研究組[67]還設(shè)計(jì)了一種AIE 活性水凝膠盤，通過(guò)將AuNCs@ZIF 復(fù)合材料嵌入到雙金屬水凝膠中，增強(qiáng)了熒光信號(hào)的穩(wěn)定性，構(gòu)建了一種新型CPF 傳感器。Lu 等[68]提出了從AuNCs 向等離子體納米顆粒轉(zhuǎn)化并用于選擇性檢測(cè)硫代磷酸酯的新策略。該方法使用非硫醇模板合成的AuNCs 作為檢測(cè)CPF 的光學(xué)探針， CPF 水解產(chǎn)生硫酸二乙酯（DEP）， DEP 中的S、O 原子和AuNCs 配位，使AuNCs 的DNA 配體脫落，聚集形成尺寸更大的金納米粒子，導(dǎo)致熒光猝滅并伴隨溶液顏色的顯著變化。該方法檢測(cè)CPF 的LOD 為0.50 μmol/L。

2.1.3 二硫代磷酸酯農(nóng)藥的檢測(cè)

磷酸酯基團(tuán)中的2 個(gè)O 原子被S 原子取代，即形成二硫代磷酸酯結(jié)構(gòu)。常見的具有二硫代磷酸酯結(jié)構(gòu)的有機(jī)磷農(nóng)藥有甲拌磷、乙硫磷和馬拉硫磷等，其毒性相對(duì)較大，攝入過(guò)量會(huì)導(dǎo)致人神經(jīng)系統(tǒng)紊亂以及呼吸衰竭等[69]。Li 等[70]開發(fā)了一種基于DNA-AgNCs 適配體傳感器的一步可視化快速測(cè)定甲拌磷的方法。甲拌磷很容易引發(fā)DNA-AgNCs 聚集，導(dǎo)致溶液的顏色從棕色變?yōu)闊o(wú)色，僅需6 min 即可完成檢測(cè)。該方法檢測(cè)甲拌磷的線性范圍為0～0.125 μg/mL 和0.125～25 μg/mL， LOD 為0.012 ng/mL， 在臨床診斷或法醫(yī)毒理學(xué)分析領(lǐng)域具有很大的應(yīng)用潛力。Liu 等[71]使用AIE 配體（1，1，2-三苯基-1-丁烯-3-乙炔，TPBA）設(shè)計(jì)制備了Ag24 團(tuán)簇，用于檢測(cè)乙硫磷。由于S 與Ag 具有高親和性，這種Ag24 團(tuán)簇很容易被乙硫磷破壞，從而釋放TPBA，導(dǎo)致熒光增強(qiáng)。該方法檢測(cè)乙硫磷的LOD 為0.96 μmol/L。

2.1.4 膦酸酯農(nóng)藥的檢測(cè)

具有膦酸酯結(jié)構(gòu)的有機(jī)磷農(nóng)藥主要有草甘膦（Glyp）和敵百蟲等。Glyp 是全球范圍內(nèi)使用最廣泛的除草劑，殘效期長(zhǎng)，長(zhǎng)期的低劑量慢性暴露對(duì)人體健康的影響很大[72]。目前已有很多基于MNCs 的熒光探針用于Glyp 檢測(cè)的研究報(bào)道。Yan 等[73]合成了BSA-AuNCs 熒光探針，用于湖水樣品中Glyp 的無(wú)酶檢測(cè)。BSA-AuNCs 與Cu²⁺發(fā)生靜電相互作用，導(dǎo)致熒光猝滅， Glyp 加入后與Cu²⁺螯合，進(jìn)而熒光恢復(fù)，該方法的LOD 為8 ng/mL。

除了利用熒光光譜儀檢測(cè)熒光變化外，還可通過(guò)構(gòu)建紙基傳感器，利用智能手機(jī)進(jìn)行便攜式傳感，實(shí)現(xiàn)Glyp 的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)。Hong 等[74]合成了基于木瓜蛋白酶（PAP）穩(wěn)定的熒光AuNCs，用于Glyp 的現(xiàn)場(chǎng)靈敏檢測(cè)。其中，酪氨酸酶（TYR）催化DA 氧化，轉(zhuǎn)化為DA 氧化物，可作為電子受體猝滅PAP-AuNCs 的熒光，而Glyp 抑制了TYR 的活性，阻止DA 的氧化并使PAP-AuNCs 的熒光恢復(fù)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)Glyp 的檢測(cè)。該研究將PAP-AuNCs 負(fù)載到試紙上，滴加樣品液和TRY-DA 溶液，孵育后即可通過(guò)與標(biāo)準(zhǔn)熒光卡比對(duì)實(shí)現(xiàn)目視和半定量檢測(cè)；也可根據(jù)熒光顏色在手機(jī)App 中計(jì)算Glyp 的濃度，從而實(shí)現(xiàn)定量分析。在最佳實(shí)驗(yàn)條件下， PAP-AuNCs 的熒光強(qiáng)度與Glyp 的濃度呈較好的線性關(guān)系， LOD 為0.035 ng/mL。

2.1.5 磷酰胺農(nóng)藥的檢測(cè)

常見的磷酰胺類有機(jī)磷農(nóng)藥為甲胺磷。甲胺磷毒性大，會(huì)對(duì)人體的皮膚黏膜以及呼吸道造成損傷，嚴(yán)重時(shí)可能導(dǎo)致死亡。Li 等[75]利用以DNA 為模板合成的DNA-Cu-AgNCs 為熒光探針，構(gòu)建了一種低成本、免標(biāo)記和高靈敏的檢測(cè)AChE 活性及其抑制劑的傳感方法。該方法的原理是AChE 水解ATCh 產(chǎn)生TCh， TCh 中的亞硫?；鶊F(tuán)可與DNA-Cu-AgNCs 配位結(jié)合，導(dǎo)致熒光猝滅， AChE 抑制劑可抑制AChE 活性，使因配位作用猝滅的熒光恢復(fù)，基于此實(shí)現(xiàn)檢測(cè)。該研究為有毒農(nóng)藥的檢測(cè)提供了一種新策略。

2.2 有機(jī)氮農(nóng)藥的檢測(cè)

2.2.1 萘基氨基甲酸酯農(nóng)藥的檢測(cè)

氨基甲酸酯類農(nóng)藥的檢測(cè)方法多是基于其對(duì)AChE 的活性抑制作用[76]。甲萘威是一種重要的氨基甲酸酯類農(nóng)藥，其結(jié)構(gòu)中的R₃ 基團(tuán)為萘基（圖1B）。甲萘威作為殺蟲劑被廣泛使用，但其對(duì)人體有致癌作用，因而受到關(guān)注。Yan 等[51]設(shè)計(jì)了一個(gè)基于AuNCs 錨定MnO₂ 納米復(fù)合材料（AuNCs-MnO₂）的多信號(hào)讀出平臺(tái)，用于檢測(cè)氨基甲酸酯。其中， MnO₂ 通過(guò)FRET 效應(yīng)猝滅AuNCs 的熒光，引入AChE-CHO雙酶催化ACh 生成H₂O₂，分解MnO₂， FRET 效應(yīng)減弱，熒光恢復(fù)，同時(shí)引起顏色變化。借助甲萘威對(duì)AChE的抑制作用，上述酶促反應(yīng)被有效阻斷， AuNCs-MnO₂ 的熒光猝滅?；贏uNCs-MnO₂-AChE-CHO 構(gòu)建了檢測(cè)甲萘威的熒光-比色雙信號(hào)傳感方法，該方法具有靈敏、簡(jiǎn)便的優(yōu)點(diǎn)， LOD為0.125μg/L。

2.2.2 雜環(huán)甲基氨基甲酸酯農(nóng)藥的檢測(cè)

CBZ 是一種廣譜殺菌劑，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，降解時(shí)間長(zhǎng)，進(jìn)入人體后可引起細(xì)胞凋亡、不孕癥、肝細(xì)胞功能障礙以及血液功能破壞等[77]。目前，檢測(cè)CBZ的主要方法為熒光法。Guan 等[78]設(shè)計(jì)了一種基于GSH-AuNCs 和Ag⁺的熒光開關(guān)系統(tǒng)，用于檢測(cè)水果樣品中的CBZ 殘留。Ag⁺能夠引發(fā)GSH-AuNCs 的AIE效應(yīng)，使熒光顯著增強(qiáng)，即熒光開啟。當(dāng)CBZ 存在時(shí)，CBZ 與Ag⁺配位，使GSH-AuNCs 的熒光猝滅，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)CBZ 的檢測(cè)，該方法的線性范圍為0.5～20 μmol/L， LOD 為0.12 μmol/L。Yang 等[79]設(shè)計(jì)了基于氮摻雜碳量子點(diǎn)（N-CQDs）與AuNCs 雜化的新型CBZ 比率熒光檢測(cè)方法。N-CQDs 與AuNCs 之間存在FRET 效應(yīng)，使N-CQDs 的熒光猝滅；當(dāng)CBZ 存在時(shí)， N-CQDs 與AuNCs 之間作用減弱， N-CQDs 的熒光恢復(fù)，同時(shí)引發(fā)AuNCs 聚集，增強(qiáng)了N-CQDs/AuNCs 系統(tǒng)的二階瑞利散射（SRS）信號(hào)，通過(guò)熒光信號(hào)與SRS 信號(hào)的比值對(duì)CBZ 進(jìn)行比率傳感檢測(cè)。該方法中比率熒光信號(hào)與CBZ 濃度分別在1～100 μmol/L 和150～1000 μmol/L 兩段范圍內(nèi)呈線性關(guān)系。

2.2.3 硫代氨基甲酸酯農(nóng)藥的檢測(cè)

二硫代氨基甲酸酯類（DTCs）農(nóng)藥是目前應(yīng)用較廣泛的防治多種植物真菌病害的有機(jī)殺菌劑，包括福美雙和代森錳鋅等，其代謝物乙撐硫脲對(duì)人體有致畸和致癌作用。Cheng 等[36]提出了一種以新型NiNCs 和Cu²⁺為基礎(chǔ)構(gòu)建的檢測(cè)福美雙、雙硫侖等DTCs 的熒光檢測(cè)方法，以GSH 為穩(wěn)定劑、抗壞血酸為還原劑，采用一鍋法合成了水溶性的NiNCs。將乙二醇引入NiNCs 水溶液后，引發(fā)NiNCs 的AIE 效應(yīng)，增強(qiáng)了NiNCs 的熒光。Cu²⁺可與DTCs 形成配合物，其對(duì)熒光的內(nèi)濾效應(yīng)會(huì)導(dǎo)致NiNCs 的熒光猝滅?；诖嗽O(shè)計(jì)的無(wú)標(biāo)記熒光傳感器對(duì)福美雙和雙硫侖的LOD 分別為0.131 和0.393 μmol/L。該方法首次實(shí)現(xiàn)了雙硫侖的熒光檢測(cè)，具有快速、簡(jiǎn)便、經(jīng)濟(jì)和準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)。

2.3 有機(jī)氯農(nóng)藥的檢測(cè)

有機(jī)氯農(nóng)藥被廣泛用于防治植物病蟲害，但這類物質(zhì)可長(zhǎng)期存在于自然環(huán)境（如沉積物、土壤和水體）中，并可通過(guò)食物鏈傳遞進(jìn)入人體，對(duì)人類健康造成危害，如導(dǎo)致癌癥、神經(jīng)損傷、出生畸形和神經(jīng)系統(tǒng)損傷等[80]。2-甲基-4-氯苯氧乙酸（MCPA）是一種重要的有機(jī)氯農(nóng)藥， Nazir 等[81]系統(tǒng)地研究了分別由組氨酸（His-AuNCs）、溶菌酶（Lys-AuNCs）和核糖核酸酶（RNase-AuNCs）穩(wěn)定的3 種AuNCs熒光探針檢測(cè)MCPA 的性能。當(dāng)引入Cu²⁺時(shí)， 3 種AuNCs 的熒光均猝滅，而MCPA 可去除AuNCs 表面的Cu²⁺，使熒光恢復(fù)。3種AuNCs 對(duì)MCPA 檢測(cè)的線性范圍分別為110～180 nmol/L（His-AuNCs）、100～170 nmol/L（Lys-AuNCs）和90～160 nmol/L（RNase-AuNCs）。其中， RNase-AuNCs 對(duì)MCPA 檢測(cè)的靈敏度最高， LOD為9.26 nmol/L；His-AuNCs 對(duì)MCPA 檢測(cè)的靈敏度相對(duì)較低。

2.4 其它種類農(nóng)藥的檢測(cè)

相較于有機(jī)磷、有機(jī)氮和有機(jī)氯農(nóng)藥， MNCs 用于其它種類農(nóng)藥檢測(cè)的報(bào)道較少。擬除蟲菊酯類農(nóng)藥廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，但其不溶于水，可通過(guò)生物富集作用進(jìn)入食物鏈中，被人體攝取，具有神經(jīng)毒性和生殖毒性，同時(shí)也會(huì)引起水生物種嚴(yán)重的氧化應(yīng)激等[82]。Bhamore 等[83]以淀粉酶（AMY）為模板合成了AMY-AuNCs，并設(shè)計(jì)了簡(jiǎn)便的化學(xué)生物傳感器，用于檢測(cè)溴氰菊酯。在383 nm 激發(fā)光下， AMY-AuNCs在最大發(fā)射波長(zhǎng)660 nm 處發(fā)射強(qiáng)烈的紅色熒光。在溴氰菊酯存在時(shí)，誘導(dǎo)AMY-AuNCs 聚集，熒光猝滅，從而可以對(duì)溴氰菊酯進(jìn)行檢測(cè)。該方法的線性范圍為0.01～5 μmol/L， LOD為6 nmol/L，并成功用于水、馬鈴薯和番茄中溴氰菊酯的檢測(cè)?；陬愃频脑?，該研究組設(shè)計(jì)了BSA 與菠蘿蛋白酶修飾的AuNCs[84]，用于λ-氯氟氰菊酯的檢測(cè)， LOD 為0.0075 μmol/L。

3 總結(jié)與展望

MNCs具有斯托克斯位移大、光穩(wěn)定性強(qiáng)和催化活性好等優(yōu)點(diǎn)，具有很大的應(yīng)用潛力。本文評(píng)述了基于MNCs的檢測(cè)方法及其在農(nóng)藥檢測(cè)方面的應(yīng)用。目前， MNCs在農(nóng)藥檢測(cè)方面已經(jīng)取得了一些進(jìn)展，但仍有很大的發(fā)展空間。首先， MNCs熒光法存在熒光量子產(chǎn)率低、熒光強(qiáng)度弱等問(wèn)題，限制了相關(guān)檢測(cè)方法的應(yīng)用，因此， MNCs的熒光量子產(chǎn)率及熒光強(qiáng)度有待提高。其次， MNCs用于比色法時(shí)可能存在顏色變化差異較小、易受外界環(huán)境干擾等不足，仍難于實(shí)現(xiàn)目視比色，檢測(cè)準(zhǔn)確性有待進(jìn)一步提高；用于電化學(xué)法時(shí)存在機(jī)理復(fù)雜、操作繁瑣等問(wèn)題。研發(fā)抗干擾性強(qiáng)、對(duì)底物識(shí)別具有專一性的MNCs至關(guān)重要，如研發(fā)適配體修飾的MNCs以實(shí)現(xiàn)與分析物的特異性結(jié)合等。此外，農(nóng)藥的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)檢測(cè)方法具有廣闊的應(yīng)用前景，開發(fā)基于MNCs的便攜式傳感器很有必要。最后， MNCs作為常用的檢測(cè)工具，對(duì)某些物質(zhì)的檢測(cè)機(jī)理尚不明確，有待深入研究。隨著各種檢測(cè)表征手段及理論研究的不斷深入和發(fā)展， MNCs將在農(nóng)藥檢測(cè)及相關(guān)研究領(lǐng)域展現(xiàn)出更廣闊的應(yīng)用前景。