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...
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...
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...
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...
用于检测有毒生物战剂的免疫传感器是一类适合检测黄曲霉毒素、肉毒毒素、蓖麻毒素、志贺毒素等危险物质的生物传感器。免疫传感器可用于野外检测、即时检测（POCT）、作为昂贵仪器的备用方法，甚至可作为实验室标准分析方法。部分免疫传感器，如自动流动式分析仪和侧流层析试纸条，已成功商业化用于毒素检测，但相关研究仍在持续。新型设备正在开发中，先进...
藻毒素或海洋毒素可在水体、鱼类和贝类中富集，对人类、牲畜和宠物造成严重危害。传统检测方法耗时长、依赖专业人员和昂贵仪器，难以满足现场实时监测需求。生物传感器，尤其是基于适配体的适配体传感器，具有响应快、选择性好、成本低、稳定性高和易于操作等优势，可用于环境水样和食品基质中海藻毒素的快速检测。本文综述了2013—2022年面向多种藻毒...
传统食源性病原菌检测方法高度依赖样品前处理和选择性微生物平板培养，以可靠筛查目标微生物。常规方法的固有局限包括检测周期长、成本高、设备笨重，且需要集中实验室中的专业人员。为克服这些限制，研究者已开发出稳定、可靠、灵敏且选择性强的快速食源性病原菌检测体系。近年来，快速诊断技术向现场检测发展，具有灵活性和易用性，较传统方法繁琐步骤有显著...
食品安全问题直接关系到公众生活质量，因此亟需开发高效、可靠的食品污染物检测设备，以保障食品的安全与质量。电化学生物传感器具有小型化、低成本、高灵敏度、高选择性、快速检测、低检出限以及样品用量少等显著优势，有望实现食品产品的现场分析。本文以目标分析物、电极材料与修饰方法、电化学方法和检出限为依据，系统综述了用于检测生物污染物、化学污染...
对四氢大麻酚（THC）等非法药物的路侧检测需要简单、快速且低成本的方法。非侵入性检测工具的需求推动了选择性、高灵敏度平台的开发，使其能够通过主要代谢物在呼气、唾液和尿液中检测植物源及合成大麻素。结合药代动力学数据，可估计药物暴露后经过的时间和使用频率。本综述报道了生物流体中大麻素的当前检测方法，简要概述了荧光、电化学、比色和磁阻生物...
生物传感器可在环境监测、病原体检测和生物标志物诊断中发挥重要作用。传统化学传感器和PCR检测在实验室条件下灵敏度高，但其配置、生产成本和运行要求不适合实验室外应用。合成生物学、生物电子学和材料科学的进展推动了新型微生物生物传感器件的发展，这些器件将核心合成生物传感器与先进部署平台相结合，形成独特的生物传感器产品。本文综述了微生物生物...
植物病原细菌在全球农业生产中造成严重经济损失，其传播速度、危害程度及新发病害对粮食安全和水果产业构成重大威胁。田间、温室和采后贮藏中及时检测与诊断植物病害，对病害管理、提高农业产量和可持续性至关重要。目前，血清学、形态观察和分子方法已广泛用于植物病害检测，这些方法在细菌遗传鉴定方面具有较高敏感性和特异性，但往往依赖实验室、耗时且成本...
有机磷农药（OPs）的过度或滥用使用会在食品和环境中造成严重污染，威胁人类健康与生态系统循环。因此，建立灵敏、便携、特异且经济的 OPs 监测方法对食品安全、生态保护和疾病防控具有重要意义。以酶作为生物识别元件的光学生物传感器已成为 OPs 检测的有效替代方案。本文首先介绍用于 OPs 光学检测的各种酶、传感机制及其优缺点。随后，系...
有害藻华频发导致海洋生物毒素污染，并引发严重甚至危及生命的海洋食品中毒。传统海洋毒素检测方法存在灵敏度低、成本高、耗时长等局限，难以满足真实海鲜样品的快速现场检测需求。基于适配体、抗体和细胞的生物传感器已用于海洋毒素监测。本文综述了海洋毒素的分类、来源、载体及毒性效应，并重点总结了近年来用于海洋毒素检测的生物传感器，包括光学适配体传...
功能纳米材料与精确设计纳米结构的发展为现场分析用实用生物传感器的制备提供了新机遇。二维（2D）和三维（3D）纳米材料具有独特的分级结构、高比表面积、层状构型、多尺度孔隙以及可在表面构建靶向识别功能的能力。这些分级结构可调节材料的电子性能、机械柔性和其他特性，并提供结构色、有序形貌及对外界刺激响应等附加功能。将不同纳米结构的独特特性与...
侧流层析试纸条（LFA）是一种广泛使用的纸质现场生物传感器，可在数分钟内检测目标分析物并获得结果。传统 LFA 多采用抗体作为生物识别分子，但抗体通过体内过程筛选，存在动物宿主风险、批次差异以及需冷藏保存等局限。通过体外系统进化筛选的适配体（aptamer）具有稳定性高、可化学合成、成本低、可再生及构象变化灵活等优势，已被用于 LF...
过去二十年，欧洲及其他地区海洋生物毒素常规监管检测已从小鼠生物测定(MBA)逐步转向高效液相色谱-串联质谱(HPLC-MS/MS)等高端分析技术。此前，由于缺乏商业认证分析标准，这些方法难以被接受；如今多家机构提供标准品，促进了方法开发与验证。然而，高端设备昂贵、流程长且需专业人员，仍给常规监测实验室带来挑战。在发展中国家，水产养殖...