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 O157:H7 (Escherichia coli O157:H7)、单核细胞增生李斯特菌 (Listeria monocytogenes)、沙门氏菌 (Salmonella spp.)、弯曲杆菌 (Campylobacter spp.)、黄曲霉毒素B1 (aflatoxin B1, AFB1)、石房蛤毒素 (saxitoxin, STX)、膝沟藻毒素 (okadaic acid, OA)、隐孢子虫卵囊 (Cryptosporidium parvum oocysts)；样品基质包括食品、肉、牛奶、水样、粪便、临床/环境样品。
检测原理
综述中抗体免疫传感器的核心是抗原-抗体特异性结合。病原菌或毒素与固定抗体结合后，在传感器界面引起质量、电荷、折射率或酶活性变化。SPR平台中，结合改变金膜附近折射率，使共振角或波长移动；压电QCM中，结合质量增加导致共振频率下降；电化学平台中，酶标记抗体催化底物生成电活性产物，电流随结合量增加；磁弹性/磁阻平台中，结合改变磁珠或悬臂质量与共振频率。常用放大策略包括三明治免疫、AP/HRP酶催化、磁珠富集、金纳米颗粒与FEDC介质、scFv二聚体等。抑制法中游离抗体减少，信号与目标浓度呈负相关。
检测灵敏度
综述未报告单一传感器统一数值；代表性摘录：LOD: 8 × 103 cells/mL；LOD: 9 × 102 cells/mL；LOD: 1 × 102 CFU/mL；LOD: 4.1 pg/mL；LOD: 70 cells/mL；线性范围: 1 × 104 – 1 × 107 CFU/mL；线性范围: 3 – 98 ng/mL；线性范围: 1 × 102 – 1 × 106 oocysts/mL。
效应效果
综述强调抗体免疫传感器相比传统培养（如单核细胞增生李斯特菌可需7天）和PCR/ELISA具有快速、灵敏、可现场化优势。多个体系显示良好选择性，如与单核细胞增生李斯特菌、鼠伤寒沙门氏菌、副溶血弧菌等交叉反应低；SPR单克隆抗体对非致病李斯特菌几乎无结合。实际样品中鸡胴体冲洗液加标回收率90%；NRL阵列约15 min可并行检测病原菌和毒素；部分电化学、磁弹性或光纤体系可在6–10 min内完成，手持磁阻设备支持现场检测。作者认为抗体质量、表位选择、固定取向和基质效应决定性能，未来趋势为微型化、手持化和现场快速检测。
传感器的构成
- 综述常见基底/换能器：金膜玻璃基底、石英晶体（QCM）或丝网印刷碳电极（SPCE），提供SPR、压电或电化学换能。
- 综述常见修饰层：羧甲基葡聚糖（CM5）、蛋白A（Protein A）、16-巯基己烷癸酸（MDHA）或链霉亲和素，用于定向固定抗体。
- 识别元件：单克隆抗体（mAb）、多克隆抗体（pAb）或重组抗体片段（scFv/Fab），特异性捕获病原菌或毒素。
- 信号标记物：碱性磷酸酶（AP）、辣根过氧化物酶（HRP）、荧光素、Cy5或Alexa Fluor 647标记抗体，用于酶促或光学信号。
- 电子供体/底物：对氨基苯酚磷酸酯（pAPP）、5-溴-4-氯-3-吲哚磷酸酯（BCIP）或二羧基二茂铁（FEDC）介质，产生电化学或显色信号。
- 富集/放大元件：磁珠（magnetic beads）、金纳米颗粒（Au NPs）或导电聚合物聚苯胺（PANI），用于免疫磁分离或信号放大。
中文摘要
基于抗体的传感器能够实现对多种病原菌及其相关毒素的快速、灵敏分析。本文对这类免疫传感器格式的实施进行了批判性评估，重点讨论其工作原理、存在问题以及用于现场分析的潜力。文章首先概述病原菌检测的传统方法，包括细菌培养、生化鉴定和核酸扩增，并指出其耗时长、受基质干扰或无法直接反映毒素产生等局限。随后系统介绍多克隆抗体、单克隆抗体和重组抗体的制备、纯化与选择，以及免疫磁分离富集、ELISA和微阵列等免疫分析策略。综述进一步归纳电化学、压电、磁性和光学免疫传感器在食源性细菌病原检测中的应用，重点涉及大肠杆菌O157:H7和单核细胞增生李斯特菌，并补充真菌、病毒、霉菌毒素、海洋毒素和寄生虫检测实例。最后讨论抗体特异性、细胞尺寸与SPR倏逝波穿透深度、固定取向和基质效应等关键问题，展望手持化、微型化现场检测。
英文摘要
Antibody-based sensors permit the rapid and sensitive analysis of a range of pathogens and associated toxins. A critical assessment of the implementation of such formats is provided, with reference to their principles, problems and potential for 'on-site' analysis. Particular emphasis is placed on the detection of foodborne bacterial pathogens, such as Escherichia coli and Listeria monocytogenes, and additional examples relating to the monitoring of fungal pathogens, viruses, mycotoxins, marine toxins and parasites are also provided.