本文属于类型b（综述类论文）。

作者及机构：
本文由Fengnian Zhao（北京工商大学化学与材料工程学院）、Li Wang（同机构）、Mengyue Li（同机构）、Min Wang（同机构）、Guangyang Liu（中国农业科学院蔬菜花卉研究所）和Jianfeng Ping（浙江大学生物系统工程与食品科学学院）共同撰写，发表于《Trends in Analytical Chemistry》期刊2023年第165卷。

主题：
论文题为《Nanozyme-based biosensor for organophosphorus pesticide monitoring: functional design, biosensing strategy, and detection application》，系统综述了基于纳米酶（nanozyme）的生物传感器在有机磷农药（organophosphorus pesticides, OPs）检测中的研究进展，涵盖材料分类、传感机制、实际应用及未来挑战。

主要观点与论据

1. 纳米酶在OPs检测中的分类与特性

纳米酶按材料分为四类：
- 金属基纳米酶（如金、铂纳米颗粒）：通过还原法合成，具有过氧化物酶（peroxidase）或氧化酶（oxidase）活性，但易聚集且部分金属毒性高。
- 金属氧化物基纳米酶（如CeO₂、Fe₃O₄）：价格低、合成简单，CeO₂通过Ce³⁺/Ce⁴⁺催化OPs水解，但需修饰提升稳定性。
- 碳基纳米酶（如石墨烯量子点）：掺杂金属（如Ce）可增强氧化酶活性，单原子纳米酶（single-atom nanozymes, SAzymes）因高原子利用率成为热点。
- 金属有机框架（MOF）基纳米酶：如Au-MOF复合材料，具有多孔结构和可控催化活性，还可作为前体制备衍生材料（如Fe-N-C纳米酶）。

论据：
- CeO₂纳米酶通过水解对氧磷（paraoxon）生成对硝基酚（p-nitrophenol, PNP），球形CeO₂因氧空位密度高活性更优（参考文献55,56）。
- 混合纳米酶（如TiO₂@DA@S/H/E）通过丝氨酸（serine）、组胺（histamine）和谷氨酸（glutamic acid）三联体促进质子转移，提升水解效率（参考文献64）。

2. 纳米酶的传感机制

分为单纳米酶策略和复合识别策略：
- 单纳米酶策略：
- 直接水解：CeO₂或ZIF-90纳米酶模拟有机磷水解酶（organophosphorus hydrolase, OPH），断裂P=O键生成PNP（图3a）。
- 活性调控：OPs可抑制（如Cu纳米酶）或增强（如Ag₂O纳米酶）纳米酶活性，通过显色底物（如TMB）信号变化检测。
- 复合识别策略：
- 酶-纳米酶联用：乙酰胆碱酯酶（acetylcholinesterase, AChE）被OPs抑制后，其产物硫代胆碱（thiocholine, TCh）还原纳米酶（如MnO₂），信号与OPs浓度负相关（图4a）。
- 抗体/适配体-纳米酶联用：适配体（aptamer）与纳米酶非共价结合，OPs竞争结合适配体后释放纳米酶活性（图5b）。

论据：
- 智能手机比色传感器利用CeO₂水解甲基对氧磷生成黄色PNP，检测限（LOD）达0.42 μM（参考文献56）。
- 基于Fe-N-C单原子纳米酶的纸基传感器，通过AChE抑制反应检测甲胺磷（methamidophos），LOD为77.51 ng/mL（参考文献74）。

3. 生物传感器的实际应用

光学传感器（表1）：
- 比色法：Au-MOF催化TMB显色检测敌百虫（trichlorfon），LOD为1.7 μM（参考文献83）。
- 荧光法：石墨烯量子点（GQDs）在AChE被抑制后荧光恢复，检测敌敌畏（dichlorvos）（参考文献70）。
- 化学发光与SERS：PtNPs催化TMB氧化产物作为表面增强拉曼（SERS）标记物，检测三唑磷（triazophos）（参考文献111）。

电化学传感器（表2）：
- TiO₂@DA@S/H/E纳米酶水解对氧磷生成PNP，通过循环伏安法（CV）检测，LOD为0.2 μM（参考文献64）。
- MnO₂纳米片（MnNS）催化TMB氧化，电流信号与OPs浓度相关，LOD达0.025 ng/mL（参考文献108）。

便携设备：
- 水凝胶试剂盒集成智能手机分析，65分钟内完成对氧磷现场检测（参考文献63）。

4. 挑战与展望

• 催化活性与选择性：纳米酶活性仍低于天然酶，需通过杂化材料或仿生修饰（如分子印迹聚合物，MIPs）提升。
  
• 实际应用限制：复杂样品基质干扰需开发抗干扰技术；大规模生产与标准化尚未解决。
  
• 未来方向：设计多催化类型纳米酶，开发无H₂O₂依赖的检测系统，推动便携设备商业化。
  

论文价值与意义

1. 学术价值：系统总结了纳米酶在OPs检测中的设计原则与机制，为新型生物传感器开发提供理论参考。
   
2. 应用价值：低成本、高稳定性的纳米酶传感器可替代传统色谱法，适用于农产品和环境现场检测。
   
3. 创新性：提出单原子纳米酶、MOF衍生材料等前沿方向，并集成智能手机与纸基平台推动即时检测（point-of-care testing, POCT）发展。
   

亮点：
- 首次全面评述2018–2023年纳米酶在OPs检测中的进展。
- 强调便携设备的实际应用，如3D打印平台和水凝胶试剂盒。
- 指出纳米酶与生物识别元件（如适配体）联用是提升选择性的关键路径。