人类持续面临多种传染病威胁，空气传播微生物可引起呼吸道传染病，传播迅速且范围广，给全球社会造成重大损失。近年来，空气微生物检测技术快速发展，主要包括生化、免疫和分子技术，但现有方法仍存在耗时长、灵敏度低、稳定性差、依赖实验室理想环境等不足。生物传感器是将生物信号转换为可检测信号的装置，作为交叉学科，已引入多种生物检测技术。凭借分析速...
农药和兽药广泛用于农作物与畜禽养殖中的病虫害控制，但其残留可能危害人体健康和环境，因此需要常规监测以支撑法规制定。现有残留检测方法通常包括样品提取、净化和检测；传统样品前处理耗时长、劳动强度大、成本高，并需使用大量有毒有机溶剂，且化合物在分析前可能降解。快速、简便、廉价、有效、坚固、安全的 QuEChERS 方法已被广泛接受，但仍需...
追踪联合国可持续发展目标6.1“实现人人公平获得安全可负担饮用水”的进展，需要开发简单、低成本的水质监测工具。合成生物学快速发展，有望通过从自然界分离DNA编码的传感元件并重新组装，构建可现场部署的“生物传感器”，用于检测致病性或化学性水污染物。本文概述了合成生物学支持的水质监测策略，并将其与既往用于检测三种优先污染物（粪源病原菌、...
背景：葡萄糖-6-磷酸脱氢酶（G6PD）缺乏是最常见的遗传性酶缺乏病，全球超过4亿人受影响，X连锁隐性遗传，使用伯氨喹治疗潜伏疟疾后可诱发溶血性贫血。为评估韩国军队疟疾化学预防风险，本研究调查G6PD缺乏流行率。方法：采集1632名进入韩国陆军第3步兵训练营士兵的血液标本，使用CareStart™ G6PD与血红蛋白（Hb）生物传感...
生物传感器在临床诊断、食品安全和环境监测等领域中，对可靠、灵敏及现场实时检测具有重要意义。提高分析性能的关键在于有效识别、信号产生与放大，而将多种传感元件集成到小型化、便携式装置中仍具挑战。蛋白-纳米材料杂化体（PN hybrids）整合了生物活性蛋白（酶、抗体等）与纳米材料（纳米颗粒、纳米管、纳米片、纳米花等）的丰富理化性质，既可...
电化学生物传感器是将酶-底物反应、抗原-抗体相互作用等生化事件转换为电流、电压或阻抗等电信号的典型传感器件。在该类传感器中，电极既是固定生物分子（酶、抗体、核酸）的固体支撑，也是电子传递的关键部件。由于多种纳米材料具有大比表面积，可通过提高生物分子负载量和反应物传质能力产生协同效应，从而提升分析灵敏度。本文按碳基（碳纳米管和石墨烯）...
本文综述了面向现场分析应用的全细胞微生物生物传感器的发展，重点讨论器件开发与细胞固定化策略。文章首先介绍全细胞生物传感器基本原理，说明通过合成生物学对细胞进行遗传工程改造，使目标分析物能够诱导或抑制报告基因表达，从而产生荧光、生物发光或电化学信号。随后提出从实验室走向现场应用所需的设计框架，涵盖菌株选择、生物安全、器件制造、储存稳定...
霉菌毒素是真菌产生的低分子量次级代谢产物，广泛污染谷物、饲料、酒类及奶制品，具有致癌、肝肾毒性和免疫毒性等风险。目前市场上已有大量霉菌毒素商业检测试剂盒，主要包括酶联免疫吸附试验（ELISA）、膜基免疫分析、荧光偏振免疫分析和荧光法。由于霉菌毒素分子量通常小于1 kDa，难以采用夹心法，多数快速方法采用竞争免疫分析，即样品中游离毒素...
食品源病原菌是食品安全的关键问题。传统诊断方法耗时，且通常只能对已生产食品进行检测。近年来，整合分子方法、生物传感器、微流控和纳米材料的现场诊断设备为快速、低成本、高灵敏度和高特异性地检测病原菌提供了新途径，可在食品生产各阶段进行筛查。本综述系统总结了陆基领域现场诊断的最新进展，重点介绍核酸检测方法、便携式核酸提取与扩增方案，以及低...
在全球化与工业化快速推进背景下，亚硝酸盐作为农业肥料、食品防腐剂、染料助剂和工业缓蚀剂被广泛使用，过量摄入会通过膳食途径引发毒性、致癌风险，并对环境、自然栖息地和人体健康造成不利影响，因此亟需发展高效、实时的原位监测方法。电化学亚硝酸盐生物传感器因快速、小型化、超低检出限、多路复用和灵敏度高等优点，在临床研究与便携式即时检测中受到重...
植物传染性病害由真菌、细菌、病毒、类病毒、植原体及线虫等病原引起，是全球限制作物产量并造成经济损失的重要因素。病原检测是温室、田间及国境检疫中管理植物病害的首要步骤。目前常用免疫学方法包括酶联免疫吸附试验(ELISA)和直接组织印迹免疫分析(DTBIA)，核酸方法包括PCR、实时PCR和点杂交，但这些方法耗时长、依赖复杂仪器，不适合...
酵母生物传感器因具有时间成本低、灵敏度高、可重复性好、可扩展至高通量格式，并能检测污染物的生物可利用形态等优势，已成为环境污染物筛查与检测的常用工具。与基于非全细胞的体外传感器相比，转基因酵母可在较温和条件下培养，并可能适配便携式现场检测设备。然而，酵母生物传感器在低浓度样品检测、现场快速应用、长期稳定性和标准化方面仍存在明显局限。...
核酸扩增是分子生物学、临床诊断、食品安全和环境检测中分析痕量核苷酸的金标准技术。近年来，相比传统光学方法，电学与电化学监测因更易于实现现场检测而受到关注，因为实验室外核酸传感需求不断增长。过去十年，多种电学与电化学技术与不同扩增方法（包括等温扩增）相结合，用于实时监测核酸扩增过程。本文综述了核酸扩增的电学与电化学监测最新进展，包括 ...
天然水体中砷污染是全球性问题，大量人口饮用水中砷浓度可能超标。传统检测技术如原子吸收、原子荧光、电感耦合等离子体及高压液相色谱虽然准确，但成本高、耗时长，且难以满足现场快速检测需求。本文综述了基于细菌的生物检测法作为检测地下水和天然水中砷的新兴方法。其核心是基因改造的细菌传感器-报告菌株，如大肠杆菌、枯草芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌和红...
光学生物传感器正从实验室走向使用现场。分子识别新概念、微流控与光学集成、简化制造技术、系统整合改进，以及公共卫生和环境监测应用意识的提升，将加速这一趋势。文章回顾了早期光学生物传感器面临的识别分子固定后活性保持、弱荧光或吸收信号收集、识别事件与非特异吸附区分等挑战，并指出后续发展包括固态光学元件、固定化学、工程化识别分子、捕获分子微...