场效应晶体管（FET）生物传感器可实现无标记、实时电学转导，但实际部署常受限于台式仪器提供的稳定偏置、低噪声读出与数据处理。本文报道一种便携式扩展栅FET（EG-FET）集成传感系统，将传感界面、模拟前端调理、嵌入式采集/控制和用户端可视化整合为适合现场操作的端到端原型。该系统将丝网印刷金扩展栅电极与MOSFET耦合，并采用低噪声信...
本研究开发了一种自动化、便携式的现场需求监测平台，用于快速检测戊唑醇（tebuconazole, TBZ）和高效氯氰菊酯（lambda-cyhalothrin, CHL）。该系统将纳米颗粒/适配体修饰的电化学生物传感器集成于聚二甲基硅氧烷（PDMS）微流控芯片中，利用固定在二维铂纳米颗粒膜上的目标特异性适配体作为扩展型纳米间隙电极，...
微生物全细胞生物传感器（MWCBs）利用活细胞检测分析物并产生可测量输出，从而实现连续、低成本和原位传感。模块化传感架构是 MWCB 功能的核心，可重新编程以响应多种信号。其中，双组分系统（TCSs）和变构转录因子（aTFs）为构建嵌合蛋白提供了模块化、可工程化的框架。近年来，结构域交换、融合位点选择和蛋白质工程方面的进展扩大了这些...
美国疾控中心将炭疽芽孢杆菌列为威胁公共卫生与国家安全的最危险病原体之一，并归为A类生物战剂。该菌易于培养、运输和储存，其芽孢对恶劣环境具有极强抵抗力；除生物恐怖外，炭疽也在牲畜和野生动物中自然暴发，芽孢可在环境中长期存活，导致反复感染和人畜共患传播。本文报道了一种基于选择性免疫反应的电化学方法，用于检测和定量芽孢形式的炭疽芽孢杆菌。...
法证科学对减少犯罪很重要，但现有传感器存在有效性、成本和复杂性挑战，且依赖专业人员。传感技术进步为现场快速、去中心化和低成本分析提供机会。本文开展系统综述，纳入1482篇文献，并针对2020年后低成本传感装置文献（N=791）进行二次筛选。综述识别出非法药物、指纹、爆炸物、体液、食品安全、毒物与毒素、污染物、伪造品与文件、火灾、枪击...
转基因生物（GMO）食品和饲料的无序流通日益成为全球关注问题，主要源于对其潜在危害的信息有限。GMO种类和结构不断增多，使检测、溯源和安全监测面临挑战。传统上，GMO检测主要依赖分子方法，其中PCR方法研究最多并被视为金标准。然而，等温核酸扩增方法虽然研究相对较少，却具有巨大潜力，尤其在与生物传感器平台结合时，可构建高效、通用的传感...
植物病毒是全球农业的重大威胁，造成严重减产并危及粮食安全。准确识别这些病毒对防止作物大面积受损和有效管理至关重要。CRISPR-Cas13a 是靶向 RNA 的 Cas13 亚型，已成为分子诊断中的变革性工具，尤其适用于高精准检测植物 RNA 病毒。与 ELISA、RT-PCR 等传统方法相比，Cas13a 具有卓越特异性和阿托摩尔...
抗菌药物耐药（AMR）是抗生素在农业和临床中过度使用导致的全球性公共卫生问题，而碳青霉烯类耐药（CR）在环境、食品和临床中的扩散尤为突出。由于缺乏快速监测手段，耐药菌可能通过直接或间接接触传播给病原体、动物和人类。本研究开发了一种基于金纳米颗粒（GNP）的等离子体生物传感器，用于平行检测碳青霉烯耐药基因 blaNDM-1 和 bla...
食物过敏影响全球数百万人，严格避免含过敏原食品仍是主要管理策略，但消费者缺乏在日常用餐场景中即时可靠检测过敏原的手段。本文报道 iEAT2（integrated Exogenous Allergen Test 2），一种用于快速现场食品过敏原检测的电化学传感系统。iEAT2 在先前 iEAT 基础上实现两项技术突破：一是包含食品研磨...
哈维氏弧菌是水产养殖中严重病原菌，可感染鱼、无脊椎动物和虾，也可经食物和水传播给人，造成公共卫生威胁，因此快速准确检测对防控重要。本研究以哈维氏弧菌粗胞外基质（CEM）为目标，采用指数富集系统进化配体（SELEX）技术，对未修饰DNA文库进行9轮体外筛选，获得两个高活性、高特异性DNA酶DVh1和DVh3。在此基础上构建了双DNA酶...
土壤微生物组表征通常依赖下一代测序（NGS），如宏条形码和宏组学。这些方法虽推动了微生物学研究，但耗时长、成本高、依赖专业设备和计算资源，且只能在受控实验室条件下进行，难以用于现场快速监测。生物传感技术可弥补上述不足，并与NGS互补。生物传感已广泛用于生物医学和生态毒理领域，具有快速、低成本、便携和可现场部署等优势。对土壤微生物组而...
产气荚膜梭菌（Clostridium perfringens）是引起食物中毒和动物肠炎的厌氧病原菌。传统培养鉴定耗时长、操作繁琐，难以满足现场快速检测需求。本研究将重组酶聚合酶扩增（RPA）与侧流层析生物传感器（LFB）联用，建立一种肉眼可视的 C. perfringens 快速检测方法。针对 C. perfringens plc ...
呼吸道病原体，尤其是高突变RNA病毒，对公共卫生构成重大威胁，因此亟需可靠的现场快速诊断方法。传统核酸检测（NAATs）灵敏度和特异性高，但需要复杂样品前处理且耗时较长。本文报道了一种用于RNA病原体快速多重检测的现场生物传感器。含病毒样品先在含载体RNA的裂解缓冲液中裂解，释放目标RNA；随后裂解液直接用于一步逆转录和单向等温链置...
本研究提出一种用于现场检测大肠杆菌O157:H7（Escherichia coli O157:H7）的快速、超灵敏比色生物传感器。该传感器采用化学改性的三聚氰胺泡沫（MF）作为泡沫基ELISA（f-ELISA）介质，具有大孔网状三维框架结构，可允许大分子和完整细菌细胞在各方向快速自由扩散，使框架内全部活性结合位点充分接触目标菌，从而...
食品污染和食品浪费显著增加了全球食源性疾病和粮食不安全的发生率，因此迫切需要开发更智能的食品追溯系统。近年来，生物传感器因易用、快速、选择性高、灵敏度高且成本低，在食品安全与质量控制现场即时诊断（即护理点技术）方面展现出巨大潜力。本综述聚焦于用于食品安全与质量监测的不同生物传感器的最新进展。文章首先讨论生物传感器在农业（收获前阶段）...
随着公众安全意识提高，农药检测需求不断增长，针对有机磷农药（OPs）的新检测方法不断开发并应用。基于纳米材料的生物传感器在OPs痕量检测中发挥重要作用。本文主要介绍以酶和适配体作为识别元件的生物传感器检测原理。金属及金属氧化物、碳纳米管、石墨烯及氧化石墨烯、量子点、金属有机框架、分子印迹聚合物等多种纳米材料具有独特性质，在酶和适配体...
食品安全日益成为全球关注的人类健康问题。食品在种植、加工、储存和流通过程中可能受到农药残留、生物毒素、抗生素、病原菌、食品质量指标物、重金属和非法添加剂等污染，传统检测方法如高效液相色谱、气相色谱和质谱虽精度高，但设备昂贵、操作复杂、前处理繁琐，难以满足现场快速检测需求。水凝胶具有大比表面积、高孔隙结构、良好形状适应性、优异生物相容...
本文报道了一种用于现场识别流产布鲁氏菌（Brucella abortus）的原理验证型生物传感器。该传感器基于等离子体光学光纤探针，通过碳二亚胺化学将定向抗体层固定于短聚乙二醇（PEG）界面，并以蛋白G作为中间层。传感器芯片为可拆卸的低成本表面等离子共振（SPR）平台，采用D形塑料光纤（POF）和3D打印连接器，可置于3D打印样品腔...
有机磷（OP）农药因急性或慢性毒性及农业广泛使用，仍是全球公共卫生问题，亟需可用于食品和环境水现场检测的稳健工具。本文报道一种集成智能手机的电阻式生物传感器，用于简单、快速、无试剂且高灵敏地监测食品和环境水中的 OP 农药。该传感器以金叉指电极（AuIDE）为基底，在其表面构建壳聚糖/乙酰胆碱酯酶（AChE）/聚苯胺纳米纤维（PAn...
本文报道了一种符合世界卫生组织 ASSURED 准则的比色法严重急性呼吸综合征冠状病毒 2（SARS-CoV-2）检测方案，旨在为低收入社区提供可负担、高灵敏、高特异、用户友好、快速稳健、无需仪器且可作为现场即时检测工具使用的生物传感器。该方案以棉签为采样与传感载体，先经高碘酸钾/硫酸活化纤维素羟基，再固定 ACE2 受体用于捕获和...