磁性碳材料的制备及其在食品农药残留检测中的应用

周书威，傅 红，杨 方

（1.福州大学 生物科学与工程学院，福建 福州 350108；2.福州海关技术中心，福建 福州 350001）

样品前处理的萃取方法多为溶剂型和吸附型，而吸附型萃取因其有效性和便捷性得到广泛应用［1］，包括固相萃取、液－液萃取、磁性固相萃取（Magnetic solid phase extraction，MSPE）［2］等。在吸附型萃取方式中吸附剂的选择非常重要，如磁性吸附剂决定了磁性固相萃取（MSPE）方法的选择性及效率。碳基纳米材料（Carbon-based nanomaterials，CBNMs）是一类由碳元素构成的不同维度（零维到三维）的纳米材料［3］，具有大比表面积、离域π电子体系、优异的机械/热稳定性、易于加工与功能化等特点［4］。CBNMs中石墨烯（Graphene，G［5］）、氧化石墨烯（Graphene oxide，GO［6］）、碳纳米管（（Carbon nanotube，CNTs［7］）是由sp2及sp3杂化碳原子组成的平面层状或管状材料，其最小构成单位是六边形碳原子阵列，sp2杂化碳原子构成了一个大π键，使其可通过π－π相互作用吸附含苯环、平面结构的农药。但目前很难通过离心（过滤）完全回收分散在样品体系中的CBNMs，其分离操作常耗费大量时间［8］。磁性纳米粒子（Magnetic nanoparticles，MNPs）因超顺磁性可在外加磁场条件下实现快速分离，但MNPs不稳定，单独存在时易相互聚集，将CBNMs与MNPs结合制备的磁性碳材料（Magnetic carbon-based nanomaterials，mCBMs）不仅同时具备CBNMs优异的吸附性能及MNPs分离速度快的优势，并且降低了MNPs相互聚集的情况。如将GO与MNPs结合可制备分散性较好的磁性碳材料，并可用于萃取苯脲类除草剂［9］。

本文以磁性石墨烯基材料（mG）、磁性碳纳米管（mCNTs）、磁性石墨化碳黑（mGCB）的制备及修饰改性为主线，主要介绍了mCBMs的制备及功能化方法；简要介绍了mCBMs作为吸附剂对食品中农药残留的检测，阐述了目前mCBMs存在的问题，以期为拓展mCBMs在农残检测中的应用提供参考，最后展望了mCBMs的未来发展方向。

1 磁性碳材料的制备

mCBMs的制备方法［10－12］包括非共价法和共价法。非共价法是通过各种非共价力结合未修饰的CBNMs和MNPs实现的，这些非共价力可以通过简单的实验操作获得。非共价法操作相对简单且不会破坏CBNMs的结构，有效保留了其吸附特性。非共价法主要包括物理共混法［2，13］（基于CBNMs的“聚集－包层”机制）、晶体生长法［14］、凝胶截留法［15－16］（以凝胶网络实现对MNPs的物理截留）等。CBNMs的“聚集－包层”机制可能类似于凝胶截留，郑浩博［17］通过研究不同尺寸MNPs与非磁性材料的物理共混结合实验，提出了“碰撞假设”理论，当CBNMs与MNPs共混并均匀分散在溶剂中时，若CBNMs的实际尺寸（在溶剂中完全分散时的尺寸）较大（大于MNPs），则CBNMs可提供较大的截面从而可在MNPs的推动下被磁场完全回收；若非磁性材料的尺寸较小，则较难“拦截”MNPs，故在缺少推动力的情况下无法被磁场完全回收。因此CBNMs在溶剂中的实际尺寸是否大于MNPs可能是发生共混结合的必要条件之一。晶体生长法一般是在CBNMs表面合成MNPs，使MNPs以弱相互作用结合在CBNMs表面形成mCBMs。

共价法是通过酰胺化、点击化学［18］等化学反应产生共价键键合CBNMs与MNPs实现的，由于CBNMs表面官能团的反应活性较低［4］，不易直接发生官能团间的相互反应，因此常需借助交联剂。以氨基与羧基的反应为例，一般是对MNPs进行氨基化处理，将CBNMs作羧基化处理，通过交联剂与羧基反应生成活性酯，活性酯会与氨基发生取代反应形成酰胺键。1-乙基-（3-二甲基氨基丙基）碳酰二亚胺（EDC）与N-羟基琥珀酰亚胺（NHS）是较常见的交联剂，EDC可活化羧基，NHS则在反应过程中稳定EDC与羧基反应后的活性酯［4］。非共价法不会在MNPs与CBNMs之间引入共价键，两者依靠非共价相互作用结合，而非共价相互作用不如共价作用牢固，因此稳定性低于共价结合的mCBMs。

1.1 磁性石墨烯（mG）

目前，已有报道将石墨烯（G）作为萃取剂应用于食品中的农残检测［19］，但G的非极性和疏水性限制了其广泛应用，因此GO和还原氧化石墨烯（rGO）得到了开发。GO一般的制备方法如Hummers法［20］，是通过强氧化剂氧化G得到GO［21］，GO表面增加的含氧官能团为其提供了亲水特性，增加了与极性化合物作用的机会；rGO是通过水合肼还原等方法还原GO制备的［22］，还原步骤减少了GO表面的含氧基团，确保rGO不会因较高的活性发生化学腐蚀［23］。

mG的制备一般是在现有G的基础上进行磁化处理，其非共价制备方法包括物理共混法及晶体生长法。物理共混法是通过简单混合实现的，在超声或振荡条件下MNPs与G非共价结合［24］形成mG，但MNPs与G均易团聚，简单混合难以保证MNPs与G的均匀结合，且合成的mG稳定性较差、重复利用率不高。而晶体生长法合成的mG，其表面MNPs间的斥力减少了G材料的团聚，提高了mG材料的分散性，所制备mG可用于富集有机磷农药（OPPs）［16］和蔬菜中的杀虫剂［25］，并得到了满意的结果。此外，Mahpishanian等［15］将mGO置于90 ℃油浴中，在不搅拌的条件下GO片以π－π相互作用自组装成具有互连网络的三维水凝胶，从而得到磁性三维石墨烯水凝胶（3D－mG），3D－mG可对多种果汁中的OPPs产生强π－π相互作用。G与MNPs的共价结合是基于化学反应产生共价键实现的，常见的如通过酰胺化反应产生酰胺键——氨基化MNPs与GO表面的羧基在EDC与NHS的作用下可通过酰胺键共价结合，提高mG的稳定性［26］。非共价结合法制备的mG稳定性不高（非共价键能量低于共价键），但非共价相互作用包括π－π、静电和氢键相互作用等多种作用，多种非共价作用叠加组合的能量可与共价键相比［27］，因此将G与MNPs通过多种非共价相互作用结合制备mG可能是提高mG稳定性的途径之一。

1.2 磁性碳纳米管（mCNTs）

CNTs类似卷成管状的石墨片，存在单壁碳纳米管（Single-walled carbon nanotube，SWCNTs）及多壁碳纳米管（Multi-walled carbon nanotube，MWCNTs）两种结构形貌［28］。研究发现随着MWCNTs表面积和孔体积的增加，其对敌草隆和敌草腈（除草剂）的吸附量也随之增加，表明CNTs的结构可能是其发挥吸附作用的关键［29］。根据不同农药的性质，CNTs可通过多种相互作用吸附农药，如疏水、静电、π－π堆积、范德华相互作用等。

CNTs与目标物之间的π－π相互作用发生在其sp2杂化轨道的π电子与目标物苯环或—C= = C—的离域π电子之间［30］。在共价作用下，氧化剂（其他功能试剂）会与CNTs的C原子反应生成共价键，以引入不同的官能团，这使得CNTs的sp2杂化部分转换为sp3，导致CNTs的部分共轭结构丢失［31］；而非共价法一般不涉及化学反应，不会改变CNTs的sp2杂化，保留了CNTs的原始特性。因此以非共价法（主要包括物理共混与晶体生长法［32］）制备mCNTs的应用较共价法更为广泛。MWCNTs的多层管状结构使其在溶剂中易相互缠绕，因此在MWCNTs与MNPs共混结合的过程中存在不均匀的情况［33］；晶体生长法则可使MNPs均匀结合在MWCNTs外壁，从而减少了MWCNTs的缠绕。Deng等［34］通过溶剂水热法直接在MWCNTs外壁沉积Fe3O4－NH2NPs合成了mMWCNTs－NH2。mMWCNTs－NH2可选择性地净化多种基质化合物（归因于MWCNTs的疏水和π－π相互作用及MNPs表面胺基的弱离子交换作用），以其为黄瓜基质净化剂，通过气相色谱（GC）法测得农药的回收率为72.5% ~ 109%，相对标准偏差（RSD）小于13%，定量下限（LOQ）为0.02 ~ 0.08 mg/kg。在应用晶体生长法对MWCNTs磁化处理时，MWCNTs外壁沉积的MNPs会占据其吸附位点、减少与目标物作用的比表面积，从而对吸附效率产生影响，为此Du等［35］基于CNTs与MNPs的非共价作用（静电相互作用、毛细管力、范德华力等［36］），利用MWCNTs的毛细管力将钴和铁硝酸盐溶液吸入内腔，于550 ℃氩气条件下在MWCNTs内腔合成CoFe2O4制备了CoFe2O4@MWCNTs。CoFe2O4@MWCNTs可富集蜂蜜和茶叶中的8种有机氯农药（OCPs），检出限（LOD）为1.3 ~ 3.6 ng/L。与MWCNTs外壁的MNPs相比，MWCNTs内腔的MNPs能有效地保留吸附位点，提高其吸附能力。

1.3 磁性石墨化碳黑（mGCB）

石墨化碳黑（GCB）为sp2杂化碳原子构成的片层结构，层与层通过弱键合作用结合。GCB是良好的色素吸附剂，因价格低、π－π静电堆积性能良好而在分离科学领域得到了广泛应用［37］。目前对GCB与Fe3O4NPs的非共价结合研究较多［14，38－40］，本课题组在检测茶叶中405种农药残留时，分别通过物理共混和晶体生长法制备了磁性石墨化碳黑（mGCB）（图1）［38］；相比GCB，mGCB具备较好的磁分离性能且对多种茶叶色素具备较好吸附效果，但对茶叶基质中酚酸类物质的净化效果较差。为此使用无水氯化钙作为酚酸类物质的沉淀剂，建立了酚钙共沉淀－MSPE－GC－MS/MS技术同时测定茶叶中405种农药残留的分析方法［38］，结果显示393种农药回收率为60.0% ~ 124%，RSD为0.40% ~ 14%。非共价化法制备的mGCB的稳定性较差，虽然mGCB在重复利用6次后，仍能保持94.2%的色素饱和吸附量［14］，但超声作用可“轻松”破坏mGCB的结构。因此考虑将GCB与MNPs进行共价结合，GCB是在2 500 ~ 3 000 ℃由碳黑高温煅烧制备得到，具有稳定的表面结构，普通的氧化剂难以在其表面生成含氧官能团。闫海旭等［41］使用浓硝酸、浓硫酸及浓硫酸和浓硝酸的混合酸分别氧化GCB，通过红外、拉曼光谱等多种方法表征，发现经3种强氧化剂氧化后，GCB表面仅增加了少量羧基，较难实现与Fe3O4NPs的化学键合。本课题组基于改良的Hummers法氧化GCB，在含KMnO4和浓硫酸的氧化体系中实现了浓硫酸和KMnO4对GCB的完全插层［42－43］，该方法虽在GCB表面生成了羧基等官能团，但GCB的平面结构受到了较大程度的破坏。

图1 物理共混法和晶体生长法制备mGCB［38］Fig.1 Preparation of mGCB by physical blending and crystal growth method［38］

作为前处理净化材料，GCB对有机酸及重金属离子等物质的吸附效果较差［44］，因此应用mGCB净化食品基质时，常辅助使用其他吸附剂（如N-丙基乙二胺（PSA）），且GCB对平面结构类物质具有特异吸附作用，影响平面类结构农药残留的检测分析。未来在对GCB赋予磁性的同时应尽可能地修饰功能材料或功能基团以实现对更多基质干扰物的净化。表1对磁性碳材料在农残检测中的应用进行了总结。

表1 磁性碳材料在农残检测中的应用Table 1 Application of magnetic carbon materials in the detection of agricultural residues

（续表1）

2 功能化磁性碳材料

Shi等［5］以灭多威、对乙酰氨基脒、嘧菌酯等农药为对象研究了GO和rGO对农药的潜在吸附机理，发现GO和rGO更容易吸附结构中含苯环多的农药，此外GO和rGO表面的含氧官能团与农药分子间的氢键及静电相互作用也可促进吸附。Yin等［57］发现结构中含较多芳香环和平面结构的目标物更容易被MWCNTs吸附。这表明CBNMs（G、MWCNTs、GCB）的吸附仅针对某类含特殊结构的物质（如含苯环结构的目标物）。Yan等［47］通过对比rGO与mrGO的水胺硫磷（ICP）吸附量发现，Fe3O4对吸附作用的贡献很小，主要用于磁性固相萃取过程。因此未修饰的mCBMs对目标物的吸附不具备特异性，可能不适用于所有的检测场景。本课题组发现mGCB作为茶叶基质净化剂在净化色素的同时也会吸附百菌清、吡唑醚菌酯、五氯苯胺、蝇毒磷、嘧菌胺等含苯环及平面结构的农药。而以mCBMs作为农药萃取剂时，复杂的食品基质中可能存在含苯环结构的色素或有机酸（如没食子酸）等与目标物产生竞争吸附的化合物［58］。mG、mMWCNTs、mGCB由于疏水特性，缺少与极性目标物相互作用的条件，使之不易吸附极性目标物［59］。因此对mCBMs进行功能化修饰非常重要，改性修饰后的mCBMs可提高对目标物的选择吸附性，增加易修饰性［60］。

2.1 官能团对磁性碳材料的修饰

官能团在吸附剂与目标物的相互作用中发挥着关键作用。通过修饰不同的特征官能团，可改善mCBMs的吸附特性。Sajid等［29］使用氧化剂在CNTs表面增加了带负电荷的官能团（羟基、羧酸、醛和酮），相比未氧化的CNTs，氧化后的CNTs可通过静电或氢键相互作用吸附带正电的金属离子以及羟基化的芳烃和脂肪烃。

硅烷偶联剂修饰是获取官能团的重要方式之一，普遍认为的结合机理是硅烷偶联剂与材料表面的羟基化学键合［61］。进行硅烷偶联剂修饰的常见方法是在水性溶剂（如水或水和极性溶剂（乙醇、丙醇或丙酮）的溶液）中进行水解，溶剂中的水会将硅烷偶联剂的烷氧基（—OR）水解为硅烷醇基（Si—OH），再与材料表面的—OH基团发生缩合反应。不同的溶液环境（酸性或碱性溶液）会影响其水解速率［62］。常见的修饰官能团包括羧基、氨基或其他特定官能团。羧基对MWCNTs的修饰可改善其活性吸附位点［36］。姚伟宣等［63］通过共沉淀法制备了磁性羧基化SWCNTs（Fe3O4/SWCNTs－COOH）用于浓缩水和蜂蜜中的6种菊酯类农药。

氨基包含伯胺、仲胺、叔胺，不同氨基结构具备不同的作用［64］。可采用氨基类硅烷偶联剂或交联氨基类化合物（借助交联剂（EDC/NHS［65］、2-（7-氮杂苯并三氮唑）-N，N，N′，N′-四甲基脲六氟磷酸酯（HATU）等））对氨基进行修饰。Wang等［66］基于C18和PSA的净化机制，推测四乙烯五胺（TEPA）的有机链和多氨基结构也具备相似的净化效果。他们通过交联剂在MWCNTs表面结合TEPA，先以HATU活化MWCNTs表面羧基为酯基，将TEPA的氨基“脱掉”氢原子后与MWCNTs的酯基键合连接（图2），再采用晶体生长法对TEPA修饰的MWCNTs赋予磁性（mMWCNTs－NH2）；最后以mMWCNTs－NH2为净化剂实现了黄瓜基质的净化，回收率为73.5% ~ 114%，RSD为4.9% ~ 19%。与PSA和C18相比，mMWCNTs－NH2不仅简化了预处理工艺，同时表现出更好的净化性能。基于PSA对样品基质的净化机理（伯仲胺结构的强离子交换作用），Wang等［48］发现氟元素的电负性较强，含氟基团的极性强于氨基，其与强极性基质化合物的作用强于PSA；他们通过HATU交联作用将2，2，2-三氟乙胺与磁性羧基多壁碳纳米管结合制备了磁性氟化多壁碳纳米管（mFMWCNTs），并以其为基质净化剂测定了枸杞中的有机磷农药残留。

图2 MWCNTs－NH2的合成示意图［66］Fig.2 Composition diagram of MWCNTs－NH2［66］

在官能团修饰过程中，发生在溶剂体系中的反应复杂多样，在mCBMs表面修饰的官能团未必均匀分布，故无法保证材料的稳定性。因此通过稳健把控官能团的修饰，制备性能均一的磁性碳材料仍是未来的研究重点。

2.2 高分子聚合物对磁性碳材料的包覆

修饰在CBNMs表面的官能团多形成单分子层，而高分子聚合物存在具有吸附作用的特殊结构及官能团，可在mCBMs表面形成特异吸附空间，有利于提高mCBMs的选择性、吸附性能、稳定性、分散性及生物相容性［67］。

高分子聚合物的修饰包括先修饰与后修饰两种方式，先修饰是将现有聚合物先与MNPs（CBNMs）结合，再以非共价相互作用结合CBNMs（MNPs）；后修饰是在mCBMs表面嫁接双键或引发剂，然后通过与单体表面的聚合反应（包括常规热聚、光聚或原子转移自由基聚合（ATRP）、可逆加成－断裂链转移聚合（TAFT）等）完成聚合物的包覆修饰［13］。在先修饰法中，聚合物的选择非常关键，例如β-环糊精（β-CD）具有疏水内层和亲水外层，可通过非共价力（范德华力、疏水、氢键相互作用等）与不同化合物形成主客体包合物［11］。目前已有大量研究通过先修饰法对mCBMs进行功能化修饰，Wang等［68］和Mahpishanian等［49］均采用先修饰法将β-CD通过弱键合作用与mrGO结合制备了β-CD/mrGO NPs吸附剂（图3）。Mahpishanian还使用β-CD/mrGO NPs从蜂蜜样品中提取OCPs，方法的RSD < 7.8%。β-CD可与OCPs相互作用形成包合物，包合物的形成及其结合强度主要取决于β-CD宿主空腔与OCPs之间的尺寸/尺寸拟合和结合力。Dolatabadi等［69］将共沉淀法制备的mGO与CaCl2、羧甲基纤维素水溶液均匀混合，在CaCl2的作用下，羧甲基纤维素可提高溶液粘度，静置12 h即可形成mGO与羧甲基纤维素的复合材料mGOC，mGOC对水中的毒死蜱杀虫剂具有较好的吸附效果。

图3 β-CD/mrGO的合成及应用［49］Fig.3 Synthesis and applications of β-CD/mrGO［49］

此外，聚多巴胺、聚乙烯醇（Polyvinyl alcohol，PVA）［50］等人工合成高分子聚合物的修饰操作简便，且修饰后的材料还可进一步功能化，因此也被用于mCBMs修饰。在弱碱性条件下，多巴胺会相互聚合形成稳定的粘接超薄层，这种粘接超薄层可通过氢键相互作用与材料表面的羟基结合，如Boruah等［70］和Xiong等［71］分别以先修饰及后修饰法制备了聚多巴胺功能化mG，并分别用于三嗪类和三唑类农药的富集萃取。在后修饰法中，一般通过链转移等活性/可控自由基聚合方法实现聚合物的包覆修饰［72］。Zhao等［51］以共价结合的mGO为模板，乙二醇二甲基丙烯酸酯（EGDMA）为交联单体，偶氮二异丁腈（AIBN）为引发剂，将目标物（拟除虫菊酯）的结构单元—3-苯氧基苯甲酸和丙烯酰胺聚合在mGO表面生成了磁性聚合物mGO－MIP，mGO－MIP对果汁中拟除虫菊酯类农药具备选择性识别和高吸附容量。

2.3 功能材料与磁性碳材料的组装结合

金属有机框架（MOFs）是由有机连接物桥接金属节点组成的晶体多孔材料［73］，其物化性质可调节性使之可设计合成具有特殊吸附能力的结构［74］。MOFs与CBNMs可物理或化学结合，物理结合基于CBNMs的“聚集－包层”机制或MOFs的结构拦截作用；化学结合则依靠交联剂催化化学反应产生的共价键。

Li等［75］以三（4-氨基苯基）胺和2，4，6-三甲酰间苯三酚在mGO表面构建了有机框架材料，所制备材料对5种三嗪类除草剂具有良好的吸附性能。Wang等［53］通过多步酰胺化反应连接GO、Fe3O4、MOFs制备了mGO－MOFs NPs，并用于富集芳香类杀虫剂。此外，CBNMs结构中的π共轭体系使其可通过ππ相互作用结合［76］，GO与MWCNTs结合的杂化材料比单独GO或MWCNTs具备更大的共轭体系和更强的疏水相互作用，且MWCNTs的存在也阻止了GO的聚集，提高了材料的整体稳定性［77］。

3 其他磁性碳材料

目前，GCB表面结构的特殊性使得较难对其进行官能团或聚合物的改性。基于GCB与MNPs的物理共混结合推测，mGCB的改性可通过对MNPs的功能化实现，如将PSA的有效氨基结构修饰在Fe3O4NPs表面，再共混结合GCB与Fe3O4－NH2，所制备材料不仅具备较好的磁分离性，同时具备GCB与PSA的吸附特性，对多种食品基质化合物有较好的净化效果。

活性炭（AC）具有孔隙结构发达、比表面积大、表面官能团范围广等优点［78］，在众多领域得到了广泛应用。目前制备磁性活性炭一般是通过在AC中引入磁性组分实现，Yu等［79］和Wang等［80］采用晶体生长法在AC表面沉积MnFe2O4制备了磁性活性炭（mAC），并以其富集水中的草甘膦和乙草胺农药，结果显示mAC对草甘膦的最大吸附量是未改性前的2 ~ 3倍［79］，表明MnFe2O4对草甘膦农药的吸附起到了促进作用。此外，生物质活性炭可由廉价、可再生、现成的废料（棉花、甘蔗渣等）高温炭化得到，具备较高的经济效益。Du等［81］以中药废渣（白归）和GO为原料，通过共沉淀法对其磁化处理得到磁性生物质炭（mBAC），然后高温煅烧得到多孔结构，制备过程中少量的GO会组装在BAC表面，降低了材料的制备成本。Wang等［56］以玉米秸秆为原料，KHCO3为致孔剂，FeCl3·6H2O为磁性试剂，通过热解法制备了磁性多孔碳（mCs），mCs可富集水和西葫芦中的氨基甲酸酯类农药。与传统热解法相比，该法制备的炭材料具有层次化的孔隙结构、高的比表面积和产率。

MOF衍生多孔碳材料继承了MOF的大表面积、高孔隙率和可修饰性等优点，非常适合目标物的吸附去除［82］。高温煅烧可能是多孔结构形成的必要条件，在700 ℃条件下，Li等［83］在氮气条件下直接碳化ZnO、Co（OH）2和2-甲基咪唑制备了mCs，Chen等［55］以Fe3O4@ZIF－67为前驱体制备了mCs。MOFs衍生多孔碳复杂的制备过程和高昂成本是目前存在的主要问题，因此亟待发掘MOFs衍生多孔碳的简单合成方法［83］。

元素掺杂可从根本上改变CBNMs的能带结构和电子云分布，影响与目标分子之间的作用力［84］。Tian等［85］通过使用密度泛函理论（DFT）计算，发现氮掺杂石墨烯和铝掺杂石墨烯在吸附前后的电子结构发生了较大变化。

mCBMs的元素掺杂通常是对CBNMs进行掺杂处理，制备方法可分为直接合成法和后处理改性法，后处理改性法主要包括热处理、水热合成［86］和氮化氢处理等。Gao等［87］以氨水为氮源，在180 ℃条件下加热24 h对GO进行N掺杂处理制备得到N-rGO，然后通过晶体生长法在N-rGO表面沉积Fe3O4NPs制备了N-rGO/Fe3O4NPs，并首次以其为萃取剂富集水样中的杀螟硫磷、甲基毒死蜱和毒死蜱。Wang等［88］通过燃烧法制备的铁镍双金属氮掺杂多孔石墨烯（Fe/Ni－NPG）具备超顺磁性，可与水样中的5-硝基咪唑类化合物产生强π－π、氢键、静电相互作用。

4 展 望

mCBMs在食品中农残检测的应用方面具备较大潜力，多种功能试剂及功能材料均可对mCBMs进行修饰。功能化的mCBMs具备多种吸附作用（π－π、疏水、主客体、氢键相互作用等），可快速磁分离的特性也在一定程度上简化了食品中农药残留的检测步骤。

目前mCBMs在食品中农残检测方面的研究较多，并取得了显著研究成果。关于mCBMs的相关研究仍如火如荼，且需在以下几方面继续努力：其一，非共价键结合的mCBMs不如共价键稳定，而共价化操作会破坏CBNMs的共轭结构，削弱其吸附性能，因此丰富非共价化结合作用可能是提高非共价化mCBMs稳定性的有效途径之一；其二，CBNMs的高成本、功能化mCBMs的稳定性问题是制约其广泛应用的重要原因；其三，目前在MNPs与CBNMs本身的微观结构对其应用产生的影响方面的研究较少。因此进一步探究mCBMs的功能化原理，合成成本低、吸附特性明确的mCBMs是未来可能的研究方向，将极大地拓展mCBMs在食品中农药残留检测方面的应用。