近年来，随着农业生产规模扩大，农药使用量持续增加，多种农药长期残留于环境并带来健康与生态风险。本文综述了农业活动中农药定量检测方法的最新进展，重点介绍电化学、光学、纳米比色、压电、化学发光和荧光等传感技术。作者总结了各类方法的基本原理、应用对象、检出限、成本与精度，并比较了纳米材料在传感器组装和新生物传感器中用于提高灵敏度与选择性的...
导模共振（GMR）效应因共振线宽窄、效率高而被广泛用于生物传感，但多数GMR传感器未对品质因数（FOM）进行优化。本文提出一种用于优化GMR传感器FOM的有效设计方法，结合解析模型与数值模拟，系统研究了“光栅–波导”型GMR传感器在波长检测和角度偏移检测方案下的FOM。与先前报道相比，该方法获得了更高的FOM值。对于“波导–光栅”型...
本综述（含145篇参考文献）系统总结了近年来基于纳米材料的肝炎病毒快速检测研究进展。文章首先介绍肝炎的临床意义和生物传感器基本原理，随后讨论肝炎病毒检测的传统方法及其局限性。接着重点综述电化学生物传感器，包括伏安法、安培法、电位法、阻抗法和电导法生物传感器。随后用较大篇幅综述光学检测方法，涵盖荧光、光度、表面等离子共振、表面增强拉曼...
过去几十年，由受有害细菌污染食品引发的食源性疾病暴发显著增加，因此检测食品中的有害细菌对食品安全和公共卫生问题识别与预防至关重要。金黄色葡萄球菌是最常见的食源性病原菌之一，也是全球食源性疾病的主要原因之一。目前已开发多种方法用于食品中金黄色葡萄球菌的检测与鉴定，但部分方法繁琐、耗时，不适合现场应用，因此亟需开发更快速、更易获取的检测...
病原微生物是水体中的关键污染物，可引发霍乱、腹泻、贾第虫病、隐孢子虫病以及甲型和戊型肝炎等多种水传播疾病，每年造成大量死亡和重大经济损失。传统病原检测方法通常依赖耗时的富集步骤和生化鉴定，检测时间从24小时到一周不等，难以满足快速、近实时水质监测需求。近年来，多种生物传感技术被用于水传播病原的快速定量检测。本综述系统总结了基于电化学...
临床诊断和即时检测对快速、低成本、高灵敏的生物标志物分析装置需求日益增长。本文综述了纳米多孔阳极氧化铝（NAA）作为生物传感平台用于检测临床重要生物标志物的进展。NAA 具有有序纳米孔、大比表面积、可调孔结构、化学稳定性、生物相容性以及良好光学和电化学性质，可通过阳极氧化制备并方便地表面功能化。文章介绍了 NAA 的制备、表面修饰与...
近年来碳纳米材料快速发展，碳纳米管（CNTs）和石墨烯因独特电学、光学、力学与高比表面积特性，被广泛用于新型生物传感器开发。作者认为，将 CNTs 和石墨烯用作传感器组件可提升传感器的可靠性、准确性和响应速度，并可根据目标分子类型设计不同传感策略。本文综述了基于 CNTs 和石墨烯的电化学生物传感器、场效应晶体管（FET）生物传感器...
本文报道了用于光学传感应用的蓝宝石表面硅烷化方法及其界面结合特性。自组装单层是生物传感器中固定生物受体、标志物或标记物的关键界面，而蓝宝石因透明、化学稳定且可拉制成光纤，适合中红外衰减全反射和微球共振等光学传感。作者采用气相沉积将3-巯基丙基三甲氧基硅烷（MPTMS）修饰到蓝宝石(0001)表面，并通过接触角、红外反射吸收光谱（IR...
抗生素可通过食物链在人体内蓄积，低浓度即可造成听力损伤、器官毒性等健康风险，并促进耐药基因传播，因此亟需快速、灵敏、简便的抗生素水平评价方法。纳米材料因具有优异的电学、光学、力学和热学性质，被认为是开发下一代生物传感器的重要材料。本文综述了纳米材料基生物传感器用于抗生素检测的最新进展，系统介绍了碳纳米材料、金属纳米材料、磁性纳米粒子...
癌症是全球主要致死疾病之一，早期诊断对提高患者生存率至关重要。基于生物标志物的检测可显著改善癌症早期诊断与后续治疗。生物传感器因使用简便、便携、可实时分析，在肿瘤标志物检测中具有重要作用。本文综述了用于检测核酸和蛋白类癌症生物标志物的多种生物传感器设计，重点讨论电化学、光学和质量型换能系统在肿瘤标志物检测中的应用策略。文章梳理了GS...
高灵敏度生物传感器设计与芯片实验室系统在样品处理和流体操控方面的灵活性相结合，有望为分析尤其是诊断应用提供强大工具。这两项技术交叉领域发展迅速，但能充分发挥二者潜力的方案仍较少。本综述中，许多传感器设计已相当先进，而芯片实验室方面在许多案例中仍较简单，尽管已对现有方法带来显著改进。文章按换能原理对 2012 年以来的代表性工作进行分...
生物传感器的检测技术可分为标记法与无标记法。标记法依赖荧光、化学发光、放射性或酶标记等标签识别目标，但存在标记损失、功能改变、光漂白、环境敏感及操作复杂等问题。无标记法无需对分析物或受体标记，可直接筛选生物活性分子相互作用与细胞响应，并提供选择性、亲和力、结合动力学和热力学信息。本文综述了新型无标记生物传感器技术的进展，重点讨论基于...
近年来，石墨烯及类石墨烯二维纳米材料因其平面结构所赋予的独特电子、光学和力学性能而受到广泛关注。与抗体相比，适配体作为分子识别元件在传感器件中展现出诸多优势。二维纳米材料与适配体的结合催生了多种巧妙的适配体传感策略，应用于临床诊断和食品安全领域。本综述重点介绍基于二维纳米材料的适配体传感器在开发与应用方面的最新进展，聚焦电化学和光学...
本文报道了一种基于切割光纤端金双纳米孔（DNH）光镊的纳米颗粒捕获与光学检测方法。作者将DNH结构直接制备在SMF-28e单模光纤的切割端，利用980 nm激光通过光纤传输至纳米孔，无需显微镜物镜或复杂自由空间光学系统。当单个20 nm或40 nm聚苯乙烯（PS）球被捕获进入DNH间隙时，孔径内介电常数增加，导致透射光强出现阶跃；4...
生物传感器研究发展迅速，已发表数万篇论文，产业规模达数十亿美元，并广泛应用于食品与饮料、农业、环境、医学诊断和制药等领域。尽管已有大量用于蛋白质、肽、酶及其他生物分子检测的生物传感器，但其在组织工程中的应用仍相对有限。近年来，新型生物传感器在细胞培养和组织工程中的研究兴趣不断增长，例如实时检测葡萄糖、乳糖和过氧化氢等小分子，以及白蛋...
丝是一类由节肢动物为多种用途而生产的蛋白质材料。蜘蛛拖丝以突出的力学性能著称，并表现出高生物相容性、良好的可降解性，以及缺乏免疫原性和致敏性的特点。家蚕 Bombyx mori 产生的蚕丝长期以来被用作纺织纤维，并应用于医疗器械。本文综述了将不同丝材料加工为高度定制的各向同性和各向异性涂层与薄膜的最新进展，这些涂层和薄膜可用于组织工...
微生物生物传感器是将微生物与物理换能器集成的分析装置，可产生与分析物浓度成比例的可测信号。近年来，大量微生物生物传感器被开发用于环境、食品和生物医学应用。本文首先讨论微生物传感中常用的各种传感技术，然后重点总结基于安培法、电位法、电导法、伏安法、微生物燃料电池、荧光、生物发光和比色法的微生物生物传感器在制备与应用方面的最新进展。文章...
本文提出一种基于 Otto 激发构型的新型平面波导表面等离子体共振（SPR）生物传感器，并对其进行理论设计与优化。该器件由输入波导段、多层 SPR 传感段和输出波导段组成，分析物置于波导芯层与金膜之间的间隙中，形成类似 Otto 棱镜耦合的倏逝场激发结构，无需额外匹配层。作者采用带完美匹配层（PML）的本征模求解器 CAMFR，对间...
表面等离子共振（SPR）生物传感器是一类光学传感器，利用表面等离子极化激元探测溶液中分析物与固定在传感器表面的生物分子识别元件之间的相互作用。其主要应用包括生物分析物检测和生物分子相互作用分析，具有无标记、实时、可同时获得定性与定量信息以及相互作用动力学参数的优势。该技术已用于研究蛋白质-蛋白质、蛋白质-脂质、蛋白质-核酸以及蛋白质...