南京农业大学智慧农业学院 ：研发无线无源RFID传感系统解锁现场快速检测

镉是强毒性重金属，易通过食物链富集危害人体健康，被世卫组织列为一类致癌物；传统实验室检测依赖大型仪器、操作繁琐周期长，现有便携传感器也存在供电与抗干扰短板，难以满足田间大规模快速筛查需求。

该系统由PANI/Cys化敏电阻传感单元、超高频RFID标签和便携检测平台组成，利用半胱氨酸对镉离子的特异性螯合改变传感层电阻，进而引发标签天线阻抗失配，通过读取标签最小响应功率的变化即可定量镉离子浓度，全程无需电池与大型仪器，真正实现便携无源检测。

图1 基于MRP的无线无源检测技术

图2 针对PANI/Cys的相关表征技术

系统在1–100 ppb浓度区间内分段线性关系优异，检出限达3.81 ppb，响应速度快、抗干扰能力强；对9份真实农田土壤样品的检测结果与实验室ICP-MS标准方法一致性良好，RMSE 均不超过10 μg/kg，单样检测仅需30–120 秒，可满足现场筛查需求。

图3 基于RFID传感系统的镉离子检测

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.envres.2026.126024