CRISPR-Cas系统最初被鉴定为原核生物适应性免疫机制，现已迅速发展为分子诊断的强有力工具。凭借其精确的核酸靶向能力，CRISPR诊断可为多种靶标提供快速、灵敏且特异的检测方案。本综述深入阐述多种Cas蛋白（如Cas9、Cas12a、Cas13a）的基本原理及其不同作用机制（顺式切割与反式切割），并重点介绍其在传染病监测、癌症生...
Förster共振能量转移（FRET）生物传感器基于供体与受体荧光团之间的非辐射能量转移，通过荧光强度、FRET效率或荧光寿命的变化实现生物分子检测，具有高灵敏度、高特异性和实时监测优势。本综述系统总结了FRET生物传感器在细胞成像、药物发现、病原检测和癌症诊断中的最新进展，涵盖供体–受体对优化、单分子FRET、荧光寿命成像、pH/...
下呼吸道感染（LRTIs）是全球主要死因之一，每年造成数百万人死亡并带来沉重医疗负担。准确检测呼吸道病原对LRTI有效管理至关重要，但临床常依赖痰液分析，而痰液黏稠、成分复杂，需要繁琐预处理，尤其在需要即时诊断的场景中更具挑战。本综述概述LRTI主要类型、不同患者诊疗路径与即时检测节点，回顾痰液液化方法及医院现有商业化LRTI检测工...
生物传感器通过高灵敏、快速检测畜禽重要病原，改变了畜禽传染病诊断方式。本文综述了生物传感器的发展、优势及其在细菌、寄生虫和病毒检测中的应用，重点讨论荧光素酶型生物传感器。该类器件将生物响应转化为可量化信号，实现对关键生物标志物的实时、无创监测。与培养、ELISA 和 PCR 等传统方法相比，生物传感器在产科感染诊断中表现出更高的灵敏...
传染病由细菌、真菌、病毒和寄生虫引起，是重大全球健康挑战。疾病症状重叠和新病原体出现使诊断与治疗复杂化，传统方法耗时且复杂，因此需要快速、准确的技术。适配体是单链RNA或DNA序列，可作为单克隆抗体的核酸类似物，对靶分子具有高特异性和高亲和力，结构稳定、成本低、批次差异小，适用于生物标志物检测、诊断、成像和靶向治疗。本文系统综述适配...
适配体是能够以高亲和力特异性结合靶标配体的单链寡核苷酸序列。与抗体相比，适配体具有制造成本低、免疫原性低、批次差异小、货架期长、对不同分子环境耐受性强以及潜在靶标更多等优势，因此被用于药物递送、生物传感器技术、治疗和诊断等领域。系统进化指数富集（SELEX）是获得适配体的核心方法，但传统方案耗时且费力。为此，研究者发展了多种优化变体...
病原体的连续监测在环境、医疗和食品工业中具有重要应用。石英晶体微天平（QCM）是一种基于压电效应测量表面附着质量的实时检测技术，因灵敏度高、检测速度快，在细菌和病毒早期感染诊断与疾病进程追踪中受到关注。本综述首先概述 QCM 生物传感方法的工作原理、常用识别元件及其局限性，随后总结 QCM 用于病原检测的代表性实例，重点讨论微流控磁...
食源性和水源性疾病仍是全球公共卫生与食品安全的重大问题。每年约有42万和220万人分别死于食源性和水源性疾病，沙门氏菌、产志贺毒素大肠杆菌、弯曲杆菌、单核细胞增生李斯特菌、霍乱弧菌、钩端螺旋体、血吸虫等是重点关注病原。传统培养、流式细胞术和染色方法耗时长，难以满足实时监测需求。生物传感器利用酶、抗体、组织、遗传物质或适配体等生物识别...
药用植物常受生物胁迫，导致产量、经济和产品品质损失。链格孢属（Alternaria）是全球药用植物中有害真菌病原之一，因此需要快速、准确的早期检测方法以避免重大经济损失。传统方法检测 Alternaria 耗时、昂贵且需要专业经验。虽然已有多种生化和分子技术用于植物病害检测，但其准确性、特异性、灵敏度、可靠性和速度存在差异，且不适合...
成簇规律间隔短回文重复（CRISPR）系统是原核生物抵御噬菌体和质粒入侵的天然适应性免疫系统。CRISPR-Cas系统分为两大类六型，其中VI型中的CRISPR/Cas13a系统因具有Cas13a蛋白的反式切割活性和crRNA的高特异性，在分子诊断、基因治疗、基因编辑和RNA成像中应用最广。本文综述了CRISPR/Cas13a系统检...
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...
传染病持续威胁人类社会，新冠疫情、抗菌药物耐药性和医院感染使全球医疗系统承压。控制感染的关键在于快速识别致病病原。传统微生物培养是临床微生物学金标准，PCR扩大了可检测病原范围，但二者依赖昂贵设备和专业人员，难以满足即时检测需求。本文作为《化学研究快报》特刊客座编辑前言，概述面向感染诊断的新一代生物传感器进展。化学帮助解析感染与宿主...
传染病是全球公共卫生的紧迫挑战，快速、准确地识别病原并实施个体化精准治疗对控制疫情传播至关重要。适配体是通过指数富集系统进化（SELEX）筛选得到的单链DNA或RNA，能以高亲和力和高特异性结合多种靶标，在传染病诊断和治疗中具有广阔应用前景。本综述系统概述了SELEX技术的最新进展，重点介绍适配体技术在传染病领域的应用，包括靶向药物...
传染病和流行病（如2019冠状病毒病，COVID-19）的广泛传播对人类健康构成日益严峻和紧迫的威胁。预防此类疾病传播优先要求开发能够以最低成本快速、选择性和可靠地检测病原体的传感装置。纸基分析装置（PADs）是满足这些标准的有前景工具。已建立多种纸基生物传感器，可与传统病原体检测方法相媲美。其中，比色策略具有前景，因为结果可用肉眼...
本文综述了用于病原检测的电化学生物传感器近年进展。文章从换能元件、生物识别元件、电化学技术和传感器性能等方面，对病原检测电化学生物传感器进行了系统梳理。换能元件按电极材料和几何形态分类，讨论了金、铂、碳、ITO、聚合物及纳米结构电极等；生物识别元件包括抗体、适配体和分子印迹聚合物，并分析其可获得性、制备与固定方式。文章还综述了电极修...
家畜是支撑当前全球可持续农业的关键组成部分。在人工智能与自动化应用于畜牧业的背景下，传感器具有重要作用。电化学生物传感器因可靠性高、有望提升发展中国家动物生产力而备受关注。动物病原体和代谢状态的早期准确诊断是提高动物生产力的基石。现有诊断技术通常需要繁琐的样品制备、精密仪器、专用实验室和专业人员，且耗时较长。电化学生物传感器技术具有...
尽管对多数生物威胁病原体的致病机制已有基本认识，且治疗手段在过去数十年显著增加，但在生物恐怖主义、无差别战争、污染、气候变化、人口增长和全球化背景下，它们仍是重大公共卫生威胁。几乎所有预防、防护、暴露前预防、暴露后治疗和减轻措施的关键步骤都是早期检测。本文综述检测生物威胁物（包括致病细菌、病毒及其毒素）的现有方法。文章首先从历史背景...
准确诊断疾病是连接病因与治愈的关键环节。经济、可靠且快速的诊断工具对乳房健康管理至关重要。越早识别疾病，损失越小；因此，研究者正努力开发可在农场使用的可靠诊断工具。然而，体细胞计数和微生物培养等传统金标准方法仍在使用，并正部分被聚合酶链反应和测序检测取代。纳米技术和基于蛋白质的检测也备受关注，其中一些有望成为牛乳房炎未来诊断方法。研...
动物疫病是动物死亡的主要原因，给农业经济造成重大损失。传统诊断方法通常耗时2–10天，费用高，且需要大型设备和专业人员。生物传感器技术的发展为动物疫病诊断提供了新的有前景的方法。生物传感器具有操作简便、实时分析、灵敏度高、微型化、检测快速和成本低等优点，正被积极开发用于动物疫病诊断。本文总结了用于检测动物病毒、细菌和寄生虫感染性疾病...
病原微生物是水体中的关键污染物，可引发霍乱、腹泻、贾第虫病、隐孢子虫病以及甲型和戊型肝炎等多种水传播疾病，每年造成大量死亡和重大经济损失。传统病原检测方法通常依赖耗时的富集步骤和生化鉴定，检测时间从24小时到一周不等，难以满足快速、近实时水质监测需求。近年来，多种生物传感技术被用于水传播病原的快速定量检测。本综述系统总结了基于电化学...