本文系统综述了面向食品、环境、安全与健康领域新兴生物传感技术，重点介绍基于表面等离子共振（SPR）和荧光光谱的光学生物传感器。作者指出，随着纳米技术、生物技术及多学科交叉融合，生物传感器在检测限、灵敏度、多路复用和实时监测方面显著提升，并展现出巨大商业潜力。SPR 传感器利用金属薄膜表面等离子体共振，通过监测结合事件引起的共振角或波...
细菌污染的快速传播及其对人类健康的风险，凸显了需要替代传统耗时实验室细菌检测技术的分析方法。为满足这一需求，基于等温DNA扩增方法的生物传感器应运而生，它们无需热循环，从而便于集成到小型低成本器件中用于原位监测。本综述聚焦于基于等温扩增方法检测食品安全与环境监测领域细菌的生物传感器突破。描述了基于环介导等温扩增（LAMP）、滚环扩增...
可被活细胞进行氧化还原转化的无机离子可通过生物传感器检测，其氧化还原转化会在测量回路中产生电流。此类传感器可基于酶，也可基于全细胞。本文重点综述环境分析中重要的硝酸盐（NO3−）、亚硝酸盐（NO2−）和硫酸盐（SO4^2−）生物传感器，并比较离子选择性电极、光学传感等替代方法。酶法传感器通常具有较高特异性，但受氧干扰、电极污染和酶失...
阻抗式适配体生物传感器在手持设备和即时检测中具有较高潜力。本综述报道了适配体阻抗生物传感器在生物技术中的应用进展，重点介绍医学、环境生物技术和食品检测中相关分析物，包括疾病诊断、癌症标志物、环境污染物、药物残留、毒素、霉菌毒素和病原微生物等。文章系统比较了所报道传感器的性能，包括灵敏度、选择性、响应时间和实际样品验证，并总结了阻抗适...
本文首次建立了一种基于流动体系的可再生化学发光受体检测法，适用于环境和食品样品中广泛使用的四环素类（TCs）的快速筛查。由于四环素类分子功能团复杂且反应活性高，免疫原制备困难，限制了高灵敏免疫分析的发展；因此，针对小分子有机物的竞争型生物受体检测更为适宜，而基于流动体系的可再生生物检测尤其适合自动化分析。该方法将含有四环素操作子序列...
快速城市化与三角洲水系污染严重威胁饮用水、工业用水及数百万人的生计。本研究采用基于发光分子生物传感器的新技术，评估孟加拉国达卡周边 Turag、Tongi、Balu 和 Buriganga 河流的毒性。在36个采样点、中低流量条件以及 Bishwa Ijtema 节期间采集水样，结果显示细胞毒性水平较高，并伴随铝、镉、铬、铁、锌、锂...
随着水危机加剧，高效废水处理的重要性日益凸显。在绿色技术发展背景下，废水处理需以生态友好方式进行。生物技术是解决该问题的有前景方案，涵盖处理与监测过程。生物处理的主要方向与差异取决于周围环境条件、生物过程及微生物类型，因此寻找适合实际工况的生物处理方法具有重要意义。本综述首先系统概述了不同条件下用于废水处理的优化生物处理工艺，并详细...
探索新的能量供体/受体对对构建荧光共振能量转移（FRET）系统具有重要意义。本研究以水溶性碳点（CDs）为能量供体、金纳米棒（Au NRs）为能量受体，利用半胱胺作为桥接分子，通过共价键相互作用构建 CDs-半胱胺-Au NRs FRET 组装体。紫外-可见吸收、荧光、傅里叶变换红外光谱和透射电镜表征表明，Au NRs 成功吸附在 ...
本文报道两种工程化细菌荧光生物传感器，用于检测并定量银离子和铜离子。传感器由银/铜抗性操纵子 sil operon 与绿色荧光蛋白基因组成，GFP 表达严格受 sil 操纵子中银激活启动子调控。作者构建 pRADEK.1（含 silE 启动子）和 pRADEK.2（含 silABC 启动子），并转化大肠杆菌 J53(pMG101) ...
脂质膜在生物传感器中的应用使其能够重建相当一部分生物膜功能，用于痕量食品毒素和环境污染物检测。本文综述了基于脂质膜的生物传感器技术在食品质量监测和环境应用中的最新进展，介绍了多种基于脂质膜生物传感器的应用，重点讨论新型体系、新传感技术和基于纳米技术的换能方案。目前可利用这些脂质膜器件检测的分析物包括杀虫剂、农药、除草剂、金属、毒素、...
随着环境质量持续恶化，毒性化合物的快速识别对原位实时监测至关重要。传统电化学或生物传感器方法虽已用于毒性化合物检测，但常存在耗时、精度不足或操作繁琐等问题。近年来，微生物燃料电池（MFC）基生物传感器因可持续性和成本效益受到关注，其应用已从厌氧消化过程参数（挥发性脂肪酸，VFA）监测扩展到水质指标（COD、BOD）检测。MFC在适宜...
本文基于Web of Science的SCI-Expanded数据库，对1993—2012年全球环境监测研究开展文献计量分析，以揭示该领域的研究活动与趋势。研究考察了发文量、语言、学科类别、期刊、国家/地区、机构、关键词及热点问题。结果表明，环境监测论文年发文量持续稳定增长；环境科学与分析化学是最常见的两个学科类别；《Environ...
环境监测领域近年来取得显著进展，但污染物现场控制仍是难题。随着污染源增多，亟需高效预警系统。生物传感器设备曾被视为有前景的环境监测工具，但其微型化程度和完全实验室外操作能力限制了现场应用。近年来，基于倏逝场传感的纳米光子生物传感器凭借微型化、多路复用、无标记检测和芯片实验室集成能力，成为便携式即时诊断的突出选择。本综述概述了已提出的...
铅虽在制造业中的使用已显著减少，但历史广泛使用及不当处置造成环境污染，铅可通过吸入、摄入或接触进入生物体并导致中毒。本研究基于合成生物学原理，开发用于检测铅的质粒型全细胞细菌生物传感器。该生物传感器遗传元件包含编码金属感应调控蛋白 PbrR 的 pbrR 基因、其天然反向启动子区 Ppbr 以及无启动子绿色荧光蛋白基因 gfp（gf...
有害藻华（HABs）随气候变化愈发频繁，热带毒藻向北迁移，使在藻华暴发前监测有毒藻类对保护水生生态、水产养殖、人类健康和地方经济至关重要。基于分子条形码与生物传感器联用的快速、可靠物种鉴定方法，正作为传统显微计数法的替代方案受到关注。本文报道了一种无需PCR扩增的电化学基因传感器，用于对多种地中海有毒藻类RNA进行高选择性和高灵敏度...
微生物燃料电池（MFC）是一种可同时实现废水处理、发电与环境监测的创新技术。本研究初步探索陆地单室微生物燃料电池（SMFC）作为生物传感器的可行性。作者利用安第斯土壤组装了三个独立 SMFC，分别用于监测合成洗米废水（SRWW）中 10、100 和 200 mg/L 的生化需氧量（BOD）。结果表明，SMFC 的开路电压（OCV）输...
本研究报道了一种用于环境监测的便携式全细胞生物传感器系统，可应用于空气质量控制、水污染监测和辐射泄漏检测。系统由轻质机械外壳、温度调节系统和微流控细菌接种通道组成，总质量小于200 g，可作为细胞接种的便携式培养箱，并挂载于无人机上，用于监测偏远和难以到达的区域。反馈控制系统可将接种温度维持在0.05 °C以内。聚二甲基硅氧烷（PD...
微生物燃料电池（MFC）作为实际电源仍面临成本高、功率输出低等瓶颈，除为小型传感器件供电外，难以直接用于大规模发电。过去二十年，MFC在反应器设计、电极材料和功率输出方面取得显著进步，功率密度提高约10^4倍，但最高报道功率密度仅为数 W m^-3，远低于能量自给所需的 1 kW m^-3，却足以驱动小型传感器。因此，近年研究将MF...
环境污染是全球关注的问题，对人类健康和社会经济发展产生不利影响。环境污染物，尤其是细菌、病毒和寄生虫等病原及其毒素以及化学物质，构成严重公共卫生隐患。纳米颗粒基生物传感器被认为是快速、特异、高灵敏检测目标分析物（生物性和非生物性污染物）的潜在工具。特别是，传统水传播病原检测方法存在若干局限：环境样品中目标浓度低，并受多种酶抑制剂干扰...
由于缺乏特异、低成本、快速、灵敏且易于操作的生物分子检测手段，生物传感器技术得以发展。生物传感器技术的创新使多种传感器实现商业化，并支持现场检测；芯片实验室微器件和纳米传感器也为开发性能更优的新型传感器提供了机会。生物传感器最早由Clark和Lyons引入实验室，他们开发了首个用于实验室条件的葡萄糖生物传感器；1973年，Yello...