全球生物传感器市场快速增长，推动快速、低成本、便携诊断工具在医疗、环境监测、食品安全和生物医学研究中的需求。生物传感器功能的核心是生物识别元件（BRE），其决定器件的特异性、灵敏度和可靠性。传统 BRE 如抗体和酶存在不稳定、成本高、批次差异等局限。噬菌体展示可提供稳定、高特异性的肽类 BRE，但需要高效扩增和纯化以获得高质量肽库。...
食源性致病菌严重威胁公共健康与食品产业可持续性，是食品污染事件的主要诱因。为降低相关风险，亟需开发快速、灵敏、高特异性的检测技术，以实现食源性疾病早期预警与有效控制。近年来，生物传感器因操作简便、响应快速、灵敏度高且适合现场应用，成为食源性致病菌检测的前沿工具。本综述系统评价了抗体、适配体、核酸、酶、细胞受体、分子印迹聚合物（MIP...
生物传感器技术的持续发展推动了用于医疗诊断的先进功能材料研究，噬菌体因高特异性、高准确性、快速、无标记和无线检测能力以及极低的假阳性率而展现出独特价值。噬菌体病原菌检测生物传感器（PBPDBs）主要包括表面等离子共振（SPR）生物传感器、磁弹性（ME）生物传感器、电化学生物传感器和石英晶体微天平（QCM）生物传感器。常用基底包括金、...
随着感染性细菌致病效应不断增强，缺乏可靠高效的早期监测技术以阻止其对人类健康的长期影响，已成为日益突出的问题。因此，开发有效的病原菌早期检测方法，并实现高效连续监测，正成为全球公共卫生的首要目标。电化学生物传感器是实现该目标具有潜力的策略之一。近年来，利用生物受体修饰电极与目标生物分析物相互作用来识别目标物，是电化学传感策略中最常用...
阻抗生物传感器通过测量生物分子与传感器表面生物受体结合所引起的电导阻抗变化，实现目标分析物的检测。纳米材料可用于修饰传感器表面，增加可用于生物识别事件的表面积，从而提高灵敏度并降低检测限。碳纳米管、碳纳米纤维、量子点、金属纳米颗粒和氧化石墨烯等纳米材料已被研究用于阻抗生物传感器，并在提高灵敏度、选择性和整体生物传感器性能方面取得积极...
生物传感器是可用于原位和即时检测目标分析物的微型化器件。电化学生物传感器基于氧化还原反应，通过电流、电压或其他电化学参数变化实现检测，其有效工作依赖电化学活性材料。激光诱导石墨烯（LIG）因高电导率、高比表面积以及简单、可扩展的激光直接制备工艺，在生物传感器开发中受到关注。本文作为展望，系统梳理了 LIG 基生物传感器所检测的分析物...
食品安全是建立消费者信任的核心问题。随着分析技术从传统实验室方法发展到色谱、免疫分析和生物传感，生物传感器因快速、无损、低成本和自动化而成为食品检测的重要工具。表面等离子共振（SPR）生物传感器是一种光学生物传感器，通过光学系统激发和探测金属膜表面的表面等离子体，并利用固定在传感表面的生物分子识别元件捕获样品中的目标分析物。当分析物...
电化学生物传感器是一类利用电化学换能器执行功能的生物传感器。近几十年来，已开发多种用于病原检测的电化学生物传感器，并从换能元件、生物识别元件和电化学方法等方面进行了系统研究。本综述讨论可用于病原识别的生物识别元件，包括抗体和适配体，并重点讨论换能器与电极改造在传感器设计中的整合。病原检测方法可按样品制备和二次结合过程分类。电化学生物...
纳米工程化生物传感器正变得更为精确和复杂，对能在极低浓度下监测目标分析物的高灵敏架构提出更高要求，这在生物医学应用中尤为关键。本文综述了功能纳米材料的最新进展，重点介绍具有增强电化学-物理-化学性质的新型有机-无机杂化材料。文章对近年来构建的有机-无机金属基、硅基、碳基和聚合物纳米材料进行分类，描述其结构特性以及引入传感系统后的功能...
污染物环境监测是消除致突变、致胚胎毒和致癌毒素的关键第一步。蛋白质、适配体、全细胞等多种生物传感元件已被用于追踪环境样品和饮用水中的主要污染物，包括重金属、芳香污染物、病原微生物和农药，真实展示了其应用潜力。纳米材料、电子器件与微流控系统的交叉融合进一步改善了传感器设计，使现场检测更稳健、灵敏度更高。本文作为视角综述，梳理了该领域的...
利用生物传感技术检测病原菌可成为传统培养方法的潜在替代方案，但常规生物传感器特异性和灵敏度较低，且与生物识别元件的选择密切相关，限制了实际应用。哺乳动物抗体因高特异性和抗体生产技术成熟而被广泛用作识别配体，但抗体生物传感器存在批次间不一致和稳定性差等问题，难以视为高效方案。近年来，抗菌肽（AMPs）因稳定性高并具有多个细菌捕获位点而...
感染性病原体，尤其是细菌和病毒，导致全球大量住院和死亡。为多种感染性疾病提供有效且及时的诊断具有挑战性。传统诊断方案虽然技术先进，但复杂且常在资源有限地区难以获得。一种替代策略是开发可在即时诊疗（POC）场景下便捷、低成本且可靠使用的快速诊断工具。生物传感器和其他需要生物识别元件以准确鉴定致病病原体的 POC 诊断工具正在发展中，其...
壳聚糖是由海洋及昆虫甲壳脱乙酰化得到的重要天然聚合物，因环境友好、生物相容性好，可用于多种生物与环境应用。人体及血清、血液和不同体液中生物化合物的传感，相比使用复杂仪器直接测定体液，具有重要应用价值。生物体系尤其是人体流体的生物分析常面临灵敏度、重复性、分析速度和生物相容性不足等问题，且样品处理与测定之间的时间差可能改变生物化合物的...
军团菌（Lp）是引起人类军团病（LD）的水生细菌。快速检测水系统中的 Lp 对降低 LD 暴发风险至关重要。现有方法需要专业技能且耗时长，从而延误干预。通过生物传感器原位检测 Lp 可快速实施控制策略。为此需要生物识别元件。适配体被认为是生物传感中有前景的生物识别分子。适配体是折叠成特定结构的短寡核苷酸序列，能够结合特定分子。目前尚...
导电聚合物因在电场作用下表现出独特的电活性，被广泛用于柔性电子、传感器和生物材料。其可氧化还原的π共轭结构使材料在掺杂或去掺杂过程中发生电导、体积、渗透性、光学和热学性质变化，从而可作为电化学换能材料。本文综述了导电聚合物基生物传感器的基本特性与近期进展，重点讨论聚苯胺、聚吡咯、PEDOT、聚噻吩等导电聚合物在电位法、安培法、电导法...
登革病毒是一种经蚊虫传播的单股正链RNA病毒，主要通过受感染的雌性伊蚊叮咬在人群中传播，引起登革热。为控制传染病扩散并保护人类健康，早期检测该病毒的需求日益增加。近年来，生物传感器因检测快速、成本相对较低、灵敏度和选择性优于免疫学及分子生物学等传统诊断方法，成为检测和定量病毒的重要工具。多数生物传感器采用电化学换能技术，因其易于构建...
柔性生物传感器是快速发展的交叉领域，利用材料、制备与多学科设计策略，使其能够在柔软、弯曲、不规则或弹性的生物界面工作。本文综述柔性生物传感器的发展，首先讨论其结构与设计关键问题，随后总结可在机械变形下保持生物受体和活性元件功能的基底材料，包括合成聚合物、纸、织物、金属箔和生物来源材料。文章按部署环境或目标生物分析物介绍多种柔性生物传...
生物传感器是具有生物识别元件和换能器的强效诊断工具，前者赋予分析物特异性，后者产生可量化信号。不同生物识别元件具有各自独特的结构与结合机制，其优缺点会显著影响传感器的灵敏度、选择性、重现性和可重复使用性。本文综述了抗体、酶、核酸、适配体、分子印迹聚合物等常见生物识别元件的基本特征，并讨论它们在传感器初步设计阶段的选择依据。作者强调，...
用于人体健康与运动表现监测的传感器需要在器件界面具备生物识别元件（BREs），以检测可作为生物状态指标的关键分子标志物。肽、抗体和核酸等 BREs 在传感器表面附近与标志物结合，产生与标志物浓度成比例的信号。然而，发现具有足够灵敏度和选择性、能在低浓度下结合标志物的 BREs 仍是基础挑战。本研究提出一种计算机模拟（in-silic...
快速检测和鉴定致病微生物是减少传染病传播、指导临床治疗策略的基础。这一需求推动了利用先进纳米材料和纳米技术的增强型生物传感器的发展，使其成为下一代诊断工具。本文首先介绍纳米尺度生物识别元件，包括核酸、抗体及其合成类似物（分子印迹聚合物）。随后讨论多种纳米技术在生物传感器信号换能中的应用，以及导致其在生物传感器系统中性能提升的固有纳米...