圣保罗大学的科学家们开发出一种可生物降解的可穿戴传感器，能够快速、无损地现场检测植物和食品中的农药残留。该设备采用丝网印刷技术，将碳墨印制在柔性醋酸纤维素薄膜上。该平台能够识别农药残留。 敌草快, 多菌灵 并在三分二十八秒内生成二苯胺。
该传感器可粘附于不规则、波浪形和弯曲的植物表面。可直接应用于叶片、茎秆、果皮、苹果和辣椒等。其可穿戴设计实现了分散式分析，无需将样品送至实验室。该系统通过蓝牙连接至手机、电脑或平板电脑的便携式无线电位器实时传输结果。
两套单元
每个装置包含两个传感器单元。一个采用方波伏安法测量敌草快，另一个采用差分脉冲伏安法检测多菌灵和二苯胺。该研究报告指出，只需一次样品滴加，即可在同一芯片上进行顺序操作。敌草快的读数在前52秒内完成。同时测量多菌灵和二苯胺则需要额外197秒。
该设备单价低于0,077美元。低成本至关重要，因为这些传感器是一次性使用的。据圣保罗大学圣卡洛斯物理研究所教授保罗·奥古斯托·雷蒙多-佩雷拉（Paulo Augusto Raymundo-Pereira）介绍，该方案兼具速度快、环境影响小和现场分析等优点。
传感器基座
该传感器基底采用醋酸纤维素。这种材料来源于植物，可来自农业废弃物。研究还评估了增塑剂。结果表明，使用5,4毫摩尔甘油增塑的醋酸纤维素效果最佳。与使用柠檬酸三乙酯增塑的薄膜相比，该配方展现出更优的动态范围、线性度和灵敏度。
测试中，传感器对敌草快的检测范围为0,1至1,0微摩尔，对多菌灵的检测范围为0,2至2,0微摩尔，对二苯胺的检测范围为2,5至25微摩尔。敌草快、多菌灵和二苯胺的检测限分别达到3,2纳摩尔、180纳摩尔和1,34微摩尔。
现场使用
研究团队模拟了田间使用条件。他们将浓度为1.000微摩尔的农药溶液喷洒在苹果和甜椒的果皮上，静置干燥5小时。然后，将传感器贴附在果皮表面。读数时，使用500微升磷酸盐缓冲溶液，以确保电极的导电性和化学响应。
该研究还测试了添加了农药的人类唾液和自来水样本。在这些样本中，该系统在同一个150微升液滴中检测到了所有三种目标物。结果表明，该系统具有应用于食品、水和生物样本以及农业监测的潜在应用价值。
该平台在面对潜在干扰物质时展现出良好的选择性。测试物质包括硝酸盐、硫酸盐、葡萄糖、尿素、倍硫磷、噻苯咪唑、多巴胺、利谷隆、甲基对硫磷、抗坏血酸和脯氨酸。此外，该传感器在垂直、水平和对角弯曲循环中伏安响应几乎没有变化。
设备的生物降解
该研究评估了这些器件在240天内的生物降解情况。用甘油增塑的醋酸纤维素制成的传感器在此期间完全降解，而仅用醋酸纤维素制成的器件则保持完好。文章第11页的图片展示了两种配方在整个降解期间的视觉对比。
研究团队还计算了绿色分析化学指标。该方法在AGREE评估体系中得分为0,77，在分析生态量表（Analytical Eco-Scale）中得分为81。蓝色适用性等级指数（Blue Applicability Grade Index）达到77,5，研究人员认为该值表明了该方法的分析适用性。
该研究由 Samiris Côcco Teixeira、Nathalia O. Gomes、Sergio AS Machado、Taíla Veloso de Oliveira、Nilda FF Soares 和 Paulo A. Raymundo-Pereira 进行。
更多信息请访问：doi: 10.1016/j.biosx.2026.100758
