非ST段抬高急性冠脉综合征（NSTE-ACS）传统上依赖心电图和连续血液生物标志物检测进行诊断。本研究评估一种无创、无采血、无电极的腕戴式红外光谱光度生物传感器（Infrasensor），用于 NSTE-ACS 的早期识别与分诊。该研究为前瞻性、多中心研究，在两国 13 个中心共纳入 595 名疑似 NSTE-ACS 患者，并按地理...
抗微生物耐药(AMR)是全球健康的重大威胁，削弱现代医学疗效并危及卫生系统。快速、精准、可扩展地识别耐药决定因子对遏制和药物管理至关重要，但现有监测技术受时间、成本和可及性限制。生物传感器技术与人工智能(AI)的进展为去中心化、智能化AMR监测提供了新途径。本综述整合了电化学、光学、压电、纸基和纳米材料生物传感器平台的最新进展，及其...
植物与作物监测中的传感器可通过采集环境条件、土壤水分、温度、光照和养分等数据提高农业效率。传统无线传感器网络（WSN）虽能实时获取信息，但大规模部署成本高、节点密度低。本文提出一种新型“植物到机器”接口，将植物本身作为生物传感器和主要数据源，通过电学阻抗谱（EIS）直接监测植物生理参数及其与环境刺激的相互作用，从而减少对密集传感器网...
癌症是全球主要死因，传统活检、影像和实验室标志物检测存在侵入性、成本高和结果延迟等局限。本研究旨在整合基因表达谱、物联网（IoT）生物传感器和机器学习（ML），提升癌症生物标志物检测、分类与监测能力。研究从GEO数据库获取285例癌症患者、57736个基因的RNA-seq数据，经ComBat批次校正、PCA降维和Shannon熵特征...
肝吸虫病是由致癌性肝吸虫华支睾吸虫（Opisthorchis viverrini, OV）引起的主要食源性寄生虫人畜共患病，准确分类 OV 感染对及时干预和公共卫生管理至关重要。本研究提出一种基于电化学免疫传感器峰电流数据和患者特征的可信机器学习分类模型，使非专业人员也能直观判断感染状态。这是首次将机器学习算法与电化学生物传感器数据...
糖尿病肾病（DKD）是全球慢性肾病的主要原因，但现有诊断主要依赖尿白蛋白、估算肾小球滤过率等间接指标或侵入性肾活检，难以区分DKD与其他肾小球疾病。本研究评估尿液挥发性有机化合物（VOC）谱结合机器学习用于DKD无创分类的可行性。研究纳入127名受试者，分为健康对照、2型糖尿病无肾病、活检确诊DKD和原发性肾病综合征四组。尿液样本采...
帕金森病、阿尔茨海默病和重度抑郁症等神经退行性疾病的准确及时诊断，依赖于对脑脊液等复杂生物液中真实神经递质信号动态的实时监测与精确解析。神经递质动态受其种类和浓度共同决定。现有生物传感器在灵敏度和选择性方面存在明显局限，难以可靠实现神经递质的检测与定量；尽管纳米材料和生物酶可用于修饰传感界面，但信号卷积、电极污染和神经递质间串扰仍长...
本文提出一种基于氮化镓（GaN）的二维光子晶体（2D PC）生物传感器，用于白癜风（vitiligo）和皮肤松弛症（cutis laxa）等皮肤疾病相关分析物的检测。传感器采用 GaN 作为基底/光子晶体材料，利用缺陷区形成传感区，通过 1550 nm 入射光在缺陷共振模式下的透射峰波长漂移实现折射率检测。作者使用 Opti FDT...
皮肤癌是全球常见且危及生命的恶性肿瘤，早期检测对提高治疗成功率至关重要。本文提出一种基于石墨烯、银（Ag）和二氧化硅（SiO2）的多层表面等离子共振（SPR）生物传感器设计，用于皮肤癌生物标志物的早期识别。该结构采用金属-绝缘体-金属（MIM）构型，其中 Ag 提供强等离子体响应，SiO2 作为介电隔离层，石墨烯作为可调纳米材料层，...
Rett综合征（RTT）症状广泛，疾病进展中的症状变化难以捕捉。可穿戴传感器为神经发育障碍的疾病状态监测提供无创、客观手段。本研究按PRISMA标准系统检索4个数据库，无时间限制，获得226条记录；去重后筛选184条，排除147条，37条进入全文评估，最终纳入12篇。样本量7–47例，年龄1–41岁。研究使用多种可穿戴生物传感器，E...
环境污染已成为全球公共健康的重要风险。秀丽隐杆线虫（Caenorhabditis elegans, C. elegans）因体型小、透明、遗传背景清晰、生命周期短、易于培养，已成为环境毒性研究的理想模式生物。本文综述了 C. elegans 作为环境生物传感器的生理基础，包括其消化、生殖、内分泌、感觉和神经肌肉系统对污染物的整体响应...
本研究提出一种五层表面等离子共振（SPR）生物传感器结构，由 BK7 玻璃基底、银等离子体薄膜、单层石墨烯、黑磷介质层和分析物区域组成，面向低折射率介质的高精度检测。石墨烯-黑磷异质结协同利用石墨烯极高比表面积与黑磷各向异性光学响应，在传感界面形成显著电磁场限制。检测过程主要依赖角度 SPR 峰的出现，并通过优化银层厚度、石墨烯厚度...
食源性病原菌仍是重大公共卫生问题，亟需快速、灵敏、可靠的检测方法。传统生物传感器虽有效，但常受复杂样品基质、信号解释困难和现场适用性限制。将人工智能（AI）整合到生物传感平台中，为应对这些挑战提供了变革性途径。本综述系统评述了AI辅助生物传感器在肉类、乳制品、新鲜农产品和即食食品等样品中检测食源性病原菌的最新进展，重点讨论机器学习与...
计算工具尤其是机器学习、深度学习和基于结构的建模正在改变适配体研究，通过加速适配体发现并提升生物传感器开发。本综述系统总结了预测算法在模拟适配体-靶标相互作用、指导序列的计算机优化以及简化实验室和即时诊断平台设计流程方面的进展。文章考察这些方法如何改善适配体传感器开发的关键环节，包括适配体筛选、传感表面固定、信号转导和分子架构设计，...
本研究提出一种石墨烯–银混合超表面生物传感器，用于快速、精准检测 COVID-19。通过 COMSOL Multiphysics 参数优化，该传感器在 1.334–1.355 RIU 折射率范围内实现 400 GHz/RIU 的灵敏度、5.000 RIU⁻¹ 的优值（FOM）和 12.7 的 Q 因子。机器学习框架增强了不同折射率下...
人工智能（AI）正在重塑电化学生物传感系统，为食源性病原菌检测提供新方案。本综述系统总结了机器学习、深度学习、优化算法和图神经网络等AI技术在传感器设计、材料优化与信号处理中的集成应用，重点面向大肠杆菌、沙门氏菌和金黄色葡萄球菌等关键病原菌。文章指出，AI可辅助识别分子（酶、抗体、适配体）的序列优化、结构预测与功能筛选，优化电极材料...
污水监测是追踪目标物质动态变化、支持公共卫生干预的新兴策略。本文研究机器学习模型在污水样本分类中的应用，以炎症关键生物标志物C反应蛋白（CRP）为对象，利用吸收光谱数据区分从0到10^-1 µg/ml的五个浓度等级。研究未依赖单一模型，而是比较多种机器学习算法，并计算准确率、精确率、召回率、F1分数和特异度等指标。比较分析显示，三次...
光子晶体光纤表面等离子共振（PCF-SPR）生物传感器是精密光学传感平台，可检测微小折射率变化。本研究提出一种高灵敏、低损耗、结构简单的 PCF-SPR 生物传感器，用于无标记分析物检测，工作折射率范围 1.31–1.42。除传统仿真外，引入机器学习回归技术预测关键光学参数，并采用可解释人工智能（XAI）方法，特别是 SHAP，分析...
基于变构转录因子（aTF）的即用型诊断在环境监测和人类健康中前景广阔，但天然 aTF 生物传感器通常缺乏真实应用所需的灵敏度与选择性，传统定向进化难以同时优化多个性能。为此，作者开发了一种多目标、机器学习（ML）指导的无细胞基因表达工作流，用于工程化 aTF 生物传感器。该方法快速生成高质量序列-功能数据，并转化为带方向标签的成对增...
早期确定水稻矿质营养缺乏的类型和程度，对及时采取农艺措施、防止减产具有重要意义。本研究构建基于机器学习的智能 microRNA 生物传感平台，利用植物 microRNA 数据识别水稻氮（N）、磷（P）、钾（K）和硫（S）缺乏的类型与严重程度。采用基于探针–靶标 microRNA 杂交峰电流的电化学生物传感器，测定 14 种水稻 mi...