在农产品种植过程中，农药的应用可以消灭害虫，增加农产品产量，但如果农药应用量过大，就会导致农产品被污染，人们食用了被污染的农产品，身体健康势必会受到威胁。如今，农产品安全问题已被社会各界给予了高度关注，采用先进的设备与方法对农药残留进行检测也成为了食品安全领域所面临的重大课题。本文所介绍的生物传感器，具有灵敏度高、响应时间短、操作简单、成本低廉等优势，目前在农药残留检测方面具有十分广泛的应用。

一、生物传感器概述

（一）生物传感器的定义。所谓生物传感器，是一种将某种生物敏感基元与转化器连接的一种装置。在应用过程中，利用转化器捕捉目标物与敏感纪元之间的反应，并将呈现出的反应信号利用电子仪器进行处理，转换为可以供人们识别或掌握的信息。由于生物传感器具有快速、简单、成本低、可信度高等优势，因此当前在众多领域都有比较广泛的应用。

（二）生物传感器的特点。（1）检测样品可以在不添加其他试剂，且不做预先处理的基础上实现分离和检测；（2）检测中所用的催化剂可以重复使用，可以大幅度降低检测成本；（3）具有较强的专一性，能够对其检测结果产生影响因素较少，且只对特定的底物起反应；（4）样品分析速度快，可以在最短时间内获取到所需结果，而且检测结果准确，误差可以达到1%；（5）检测流程操作简便，而且成本较低；（6）有的生物传感器能够可靠的指示微生物培养系统内的供养状况和副产物的产生。

（三）生物传感器的分类。（1）按照生物传感器的敏感元件可将其分为酶传感器、细胞传感器、免疫传感器、微生物传感器以及组织传感器几类；（2）按照生物传感器的信号转换器可分为光生物传感器、半导体生物传感器、压电晶体生物传感器和热生物传感器；（3）按照被测目标与分子识别元件的相互作用方式进行分类有生物亲合型生物传感器。每一类生物传感器都有其各自的特点和使用范围，可以单独使用，也可以交叉应用，均可以收获比较好的效果。

二、生物传感器在农药残留检测中的应用

（一）酶生物传感器在农药残留检测中的应用。通过实验我们发现，农产品生长中所使用的农药成分各不相同，因此，农药残留物与酶作用的方式也有一定区别，有些农药残留物可对酶起修饰作用；有些可催化成其他物质；也有一些可抑制酶的活性。酶生物传感器最早应用于农药残留检测中，分别以酶和葡萄糖作为电极和底物被检测的，用于检测样品中葡萄糖的含量。之后，随着对于酶生物传感器研究的不断深入，从最初的乙酰胆碱酯酶类生物传感器到有机磷水解酶生物传感器，酶生物传感器在农药残留检测中的应用也越来越成熟，甚至有些学者根据酶生物传感器的应用原理研制了新型传感器，Starodub等分别利用乙酰胆碱酯酶和丁酰胆碱酯酶制成了两种传感器用于多种农药的测定，收获了令人满意的效果。

（二）微生物传感器在农药残留检测中的应用。目前，应用于农药残留检测中的微生物传感器种类有很多，归纳起来，大致有两种类型，第一种是利用微生物所含酶的种类不同；第二种则是利用微生物在消化底物时需要氧的参与。与上文介绍的酶生物传感器相比，微生物传感器在农药残留检测中的应用具有成本低、稳定性好等优势。在具体应用过程中，大量繁殖的微生物可以不断吸取外界的营养物质，并将其中需要一部分转变成自身结构物质，不需要的则被排除体外。这时将微生物制成生物传感器，可以大幅度增强其检测的稳定性，而且适用范围也会有所扩大。自从农产品食品安全被给予高度关注以来，微生物传感器的研究和发展速度也越来越快，Koblizek等从嗜热蓝细菌中获得PSII颗粒，将其作用传感器因子，研制出一种微生物传感器，用作多种农药残留检测，不仅稳定性较好，而且具有极高灵敏度，目前在农药残留检测中具有广泛应用。

（三）免疫传感器在农药残留检测中的应用。免疫传感器在当前农药残留检测中也有较为广泛的应用，在此类生物传感器的应用中，抗原和抗体是两个关键因素。其中，抗体是蛋白质，是由几十至几百个氨基酸连接而成的。当抗体与外界抗原物质相遇时，抗体中的特定部位就会与抗原产生结合，从而对污染物的浓度进行测定。与酶生物传感器相比，免疫传感器在实际检测过程中并不存在化学反应，而是需要依靠其他体系的帮助才能够完成信号转换。就目前对免疫传感器的研究来看，虽不像前二者研究的那么深入，但较之以往同样存在突破性的进展。Wan等所研制出的便携式光纤免疫传感器在甲基对硫磷检测方面具有较高敏感度，Atanasor等根据免疫传感器的应用原理，研制出了一种新的测定方法，即在不需要任何媒介物质的支撑下，实现对有机磷电位的测定。在这一过程中，主要是将氧化氢酶、胆碱酶以及胆碱氧化酶同时固定在电极表面，在一系列酶促反应的作用下，对污染物中特有的有机物进行有效测定。