在农业生产中,农药通过预防、控制、消除病虫草害为作物的稳产和增产保驾护航。然而,农药的长时间、大面积使用以及不当滥用会诱发环境污染和导致生态安全风险。特别是,人体长期与农药暴露接触以及食物链富集作用,可引起中枢神经调节功能紊乱,甚至中毒死亡,严重威胁人类健康。因此,检测包括农药分子和机体生物标志物在内的农药暴露标志物,对于食品/环境监测和农药中毒预警具有重要意义。目前,农药暴露标志物的检测方法多种多样,如色谱法、免疫法和酶抑制法等,虽然这些方法能实现靶标的准确检测,但其需要精密昂贵的仪器、专业操作人员和复杂的操作步骤等,限制了其现场检测应用。聚焦上述问题,纳米科学与技术的快速发展为构建高性能生物传感器提供了契机,基于纳米材料的生物传感器与大型分析仪器相比具有灵敏度高、操作简单、响应迅速、以及价格低等优势,特别是可用于组装便携式传感器以实现现场即时检测,因而在传感检测领域受到广泛关注,成为本领域的研究前沿和热点。便携式生物传感器所面临的关键问题之一是如何充分利用不同敏感材料的特点和优势来提升传感器的灵敏度和稳定性,进一步实现现场应用。本论文致力于农药暴露标志物现场检测新方法的研究,通过融合纳米材料和生物酶构筑便携式生物传感器。具体研究内容如下:1.应用刺激响应水凝胶构建了用于乙酰胆碱（机体生物标志物）现场检测的便携式生物传感器。利用生物矿化作用,以Cu3（PO4）2为无机载体骨架,牛血清白蛋白为有机单元,制备了具有类过氧化物酶活性的有机-无机杂化纳米花,可在过氧化氢存在时催化氧化3,3’,5,5’-四甲基联苯胺（TMB）生成蓝色的氧化态TMB（ox TMB）。将有机-无机杂化纳米花和TMB同时封装在琼脂糖水凝胶中,开发出一种便携式“反应管”用于可视化检测乙酰胆碱,进一步结合智能手机和图像处理软件,实现了人血清中乙酰胆碱的精准检测,检测限为0.35μmol L-1,为农药中毒现场筛查提供了新平台。2.通过将铜纳米颗粒嵌入琼脂糖水凝胶三维网络中,构建了尿素酶刺激响应凝胶试剂盒,实现了乐果农药的便携式检测。乐果作为尿素酶的抑制剂,阻止了氨的产生,减少了对铜纳米颗粒的原位蚀刻,引起了凝胶试剂盒的荧光响应。借助智能手机采集荧光颜色信息,使用Image J软件将图像信息转换为数字信号,实现了乐果的高灵敏检测,检出限为1.0μg L-1。通过融合琼脂糖水凝胶试剂盒与智能手机的颜色识别系统,不仅提高了检测灵敏度和稳定性,而且还简化了操作过程并缩短了样品的分析时间（工作时间只需55分钟）,该方法满足了日常测试的需求,为现场监控食品安全和人类健康提供了新方法。