组成图示
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传感器类型
综述或非传感器论文
检测对象
大肠杆菌 E. coli（O157:H7）、沙门氏菌 Salmonella（Typhimurium/Enteritidis）、单核细胞增生李斯特菌 Listeria monocytogenes、结核分枝杆菌 Mycobacterium tuberculosis、鼠疫杆菌 Yersinia pestis、炭疽杆菌 Bacillus anthracis、金黄色葡萄球菌 Staphylococcus aureus、铜绿假单胞菌 Pseudomonas aeruginosa 等；样品基质包括食品（牛肉、牛奶、苹果汁、奶酪、鸡蛋、鸡肉冲洗液）、水样（自来水、污水、运河水）、临床样品（痰、血液）和环境样品（活性污泥、屠宰场表面拭子）。
检测原理
噬菌体通过尾丝或尾刺识别细菌表面受体并吸附，随后将基因组注入宿主。若为报告噬菌体，宿主表达 luxAB、FLuc、GFP、lacZ 或 inaW 等报告基因，在正癸醛、D-荧光素、半乳糖苷底物或低温条件下产生发光、荧光、比色或冰核信号；若为量子点噬菌体，感染后子代噬菌体被生物素化并被量子点标记；若为裂解或扩增体系，子代噬菌体释放或裂解释放腺苷酸激酶、β-半乳糖苷酶、碱性磷酸酶等，经酶促反应或斑计数放大。靶菌浓度越高，感染事件越多，报告产物、子代噬菌体或释放酶越多，光、电、质量或频率信号越强。
检测灵敏度
综述未报告统一 LOD、线性范围、灵敏度斜率或 R^2；代表性 LOD: 10 cells mL−1（luxAB λ Charon 30，E. coli，人工污染牛奶）；1 CFU mL−1（luxI/luxR PP01，E. coli O157:H7，苹果汁/自来水/菠菜冲洗液）；0.1 CFU g−1（luxAB A511，L. monocytogenes，巧克力布丁/瑞可塔奶酪）；10 cells mL−1（量子点 T7，E. coli，培养物）；1 CFU 100 mL−1（λ 裂解 β-半乳糖苷酶安培检测，E. coli，培养物）；1 cell mL−1（温度敏感噬菌体 AR1，E. coli O157:H7，培养物）；4,000 CFU mL−1（SJ2，Salmonella Enteritidis，培养物）；1,000 CFU mL−1（磁弹性传感器，S. Typhimurium/B. anthracis，水/牛奶）。
效应效果
噬菌体方法可区分活菌与死菌，宿主范围窄时特异性高，且噬菌体可大量低成本制备、稳定性好。局限包括非特异吸附死细胞或颗粒造成假阳性、宿主抗性造成假阴性、浑浊基质抑制光信号及重组噬菌体监管风险。与培养法相比，报告噬菌体可将检测时间从 72–96 h 缩短至数小时；LRP 抗药性试验 3 天完成，较 MGIT 的 12 天更快，与 BACTEC 在 191 份标本中一致率 98%；FASTPlaqueTB 2 天内检出 65–83% 痰结核；Bronx Box 94 h 与标准法 3 周结果 100% 一致。
传感器的构成
- 换能器/基底：SPR Spreeta 金表面、ECIS 金芯片、磁弹性传感器表面、铂电极、碳阳极、5 μL 纳米孔微电极，用于折射率、阻抗、频率、电流或电压信号读出
- 定向固定层：生物素化噬菌体衣壳蛋白-链霉亲和素（biotin-streptavidin）、戊二醛活化表面、静电吸附、抗体-M13 噬菌体微阵列，使噬菌体尾部朝外
- 识别元件：噬菌体（phage 12600、SJ2、T4、λ、Newport、E2、JRB7、AR1）或噬菌体组分（CBD、尾刺蛋白、噬菌体展示肽），特异性识别细菌表面受体
- 信号标记/报告元件：报告基因（luxAB、luxI/luxR、FLuc、GFP、lacZ、inaW）、荧光染料（YOYO-1、DAPI、SYBR Green/Gold）、量子点（QD）、子代噬菌体扩增
- 底物/电子供体：正癸醛（n-decanal）、D-荧光素（D-luciferin）、p-氨基苯基-β-D-吡喃半乳糖苷、氯酚红-β-D-半乳糖苷、ADP/ATP 底物，驱动发光、比色或电化学信号
- 读出系统：PMT、CCD/iCCD/EMCCD、sCMOS、电位计、流式细胞仪、qPCR、MALDI-TOFMS、斑计数，将生物识别事件转换为光、电或计数信号
中文摘要
噬菌体是细菌病毒，经过长期进化可高度特异性地识别、感染并在特定宿主菌内复制。基于噬菌体宿主范围，可设计以噬菌体-宿主识别为基础的诊断方法。数十年来，噬菌体分型通过噬菌体裂解特定菌种、菌株或血清型形成噬菌斑来鉴定细菌病原菌。随着对噬菌体-宿主动力学理解加深，以及几乎每种临床、食源或水源病原菌都存在相应噬菌体的认识，研究者发展出多种快速、灵敏、易用的噬菌体介导检测方法。这些方法利用噬菌体识别与感染周期的各个阶段，形成病原菌监测、检测和计数的多种格式，并逐步向新型生物传感器集成和先进传感技术发展。
英文摘要
Bacteriophages (phages) are bacterial viruses evolutionarily tuned to very specifically recognize, infect, and propagate within only a unique pool of host cells. Knowledge of these phage host ranges permits one to devise diagnostic tests based on phage-host recognition profiles. For decades, fundamental phage typing assays have been used to identify bacterial pathogens on the basis of the ability of phages to kill, or lyse, the unique species, strain, or serovar to which they are naturally targeted. Over time, and with a better understanding of phage-host kinetics and the realization that there exists a phage specific for nearly any bacterial pathogen of clinical, foodborne, or waterborne consequence, a variety of improved, rapid, sensitive, and easy-to-use phage-mediated detection assays have been developed. These assays exploit every stage of the phage recognition and infection cycle to yield a wide variety of pathogen monitoring, detection, and enumeration formats that are steadily advancing toward new biosensor integrations and advanced sensing technologies.