病原菌和病毒的快速准确检测对控制传染病暴发和保障食品安全至关重要。传统方法如微生物培养、免疫分析和PCR虽有效，但常存在耗时长、操作复杂、多重检测能力有限等不足。近年来，电化学适配体传感器因高灵敏度、高特异性、低成本和可微型化，成为快速检测病原菌、病毒及其毒素副产物的有前景替代方案。适配体可作为生物识别元件，具有高亲和力、热稳定性和...
人工智能（AI）正在重塑电化学生物传感系统，为食源性病原菌检测提供新方案。本综述系统总结了机器学习、深度学习、优化算法和图神经网络等AI技术在传感器设计、材料优化与信号处理中的集成应用，重点面向大肠杆菌、沙门氏菌和金黄色葡萄球菌等关键病原菌。文章指出，AI可辅助识别分子（酶、抗体、适配体）的序列优化、结构预测与功能筛选，优化电极材料...
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、...
食品污染已成为重大全球公共卫生问题，细菌是食源性疾病的主要病因，因此开发准确、高效的传感平台检测食品中的食源性细菌至关重要。生物传感器因便携、低成本、操作简便、选择性高、灵敏度高和检测快速等优势，成为有前景的解决方案。静电纺丝纳米纤维具有独特的三维结构、大比表面积和易制备特点，可提升生物传感器性能。本文综述了静电纺丝技术、纳米纤维及...
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...
微生物多样性包括生物和非生物组分，通过适应环境条件支持所有生命形式。气候变化、污染、人类活动和自然灾害影响微生物多样性。细菌利用群体感应（QS）等信号系统，通过小分子化学信号调节细胞间相互作用，并帮助在不利条件下适应。变形菌门细菌使用酰基高丝氨酸内酯（AHL）作为自诱导剂，感知群体密度并调控基因表达。LuxI型酶合成AHL，LuxR...
金黄色葡萄球菌（S. aureus）感染及耐药菌传播威胁全球公共卫生，快速、准确检测对食品安全、环境监测和临床诊疗至关重要。传统培养、ELISA、PCR、MALDI-TOF-MS 和测序方法虽灵敏特异，但操作复杂、依赖专业人员与昂贵仪器。适配体作为“化学抗体”，可通过 SELEX 筛选获得，具有强亲和力和高特异性。本文综述了基于光学...
肺炎克雷伯菌是医院获得性感染的重要病原菌，常因多重耐药导致治疗困难，因此需要灵敏、稳健的检测方法以预防疫情扩散。本研究以肺炎克雷伯菌细胞作为诱饵，对商品化噬菌体展示随机肽库进行生物筛选，获得可识别该菌的肽段。经六轮生物筛选后，所有克隆均显示同一肽序列 TSATKFMMNLSP，命名为 KP 肽。KP 肽对肺炎克雷伯菌具有高度选择性，...
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...
脓毒症是由感染合并急性器官功能障碍的综合征，已成为全球重大公共卫生问题，不仅造成巨大经济损失，也是重症监护病房死亡的主要原因之一。早期检测脓毒症相关病原菌和生物标志物，对选择合适抗生素或其他药物、防止病情恶化并挽救生命具有重要意义。传统检测方法存在成本高、效率低、灵敏度和选择性不足等缺点。近年来，适配体生物传感器因可及性好、速度快、...
医院感染、食品与环境安全对关键病原菌早期快速、准确、特异和超灵敏检测提出迫切需求。铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa）是常见机会性革兰阴性菌，广泛存在于水、土壤、空气、动物和人体，可致角膜炎、肺炎、尿路感染、囊性纤维化、脓毒症等，并易形成生物膜，对传统培养、免疫检测、PCR 和 MALDI-TOF-MS 等方...
本文综述了基因工程噬菌体在医学、农业、食品、环境和材料等领域的实际应用。噬菌体是感染细菌的病毒，具有高度多样性和可遗传工程改造特性，可通过合成生物学手段精确编辑其基因组、宿主范围、表面展示蛋白和酶活性。文章重点介绍了工程噬菌体作为噬菌体疗法用于对抗耐药菌感染，通过改造尾丝、裂解酶、CRISPR-Cas递送和群体感应淬灭酶等提高杀菌效...
病原菌污染严重威胁人类健康与安全。在感染早期快速生物传感病原菌，有助于选择正确药物治疗、阻断病原传播，并降低死亡率和经济损失。传统方法如聚合酶链反应（PCR）和酶联免疫吸附试验（ELISA）准确有效，但操作复杂、耗时长。电化学发光（ECL）生物传感器兼具电化学与光致发光分析优势，适合高灵敏度、简便的病原菌检测。本综述总结近年来用于病...
纳米技术因在生物医学、电子、环境和工业领域的潜力而受到关注。纳米颗粒具有独特的光学、电学、催化和热学性质，其中磁性纳米颗粒（MNPs）因超顺磁性、大比表面积和生物相容性而尤为重要。本文综述了 MNPs 的合成与表面功能化方法，并将其与环境科学应用相联系：一方面作为吸附剂或催化剂从水、土壤等环境基质中去除污染物，表现出反应活性强、去除...
铁载体是微生物在缺铁条件下分泌的小分子有机化合物，可促进铁的吸收。铁载体在生态学、农业、生物修复、生物传感和医学中具有重要作用。近年来，基于铁载体的生物传感装置为多种金属离子（尤其是铁）、微生物、磷酸肽、抗生素及农药的高精度检测开辟了新途径。与纳米材料结合后，纳米尺度铁载体体系可为低浓度金属离子和多种病原体的检测提供强有力分析平台。...
聚合酶链式反应（PCR）是经典的指数扩增技术，可高灵敏度检测多种分析物，但其热循环要求限制了资源有限场景和即时检测应用。自20世纪90年代以来，等温扩增技术不断发展；按反应动力学可分为线性、级联和指数扩增，其中等温指数扩增具有更高扩增效率和检测灵敏度。等温指数扩增主要包括酶基方法（如指数滚环扩增E-RCA、环介导等温扩增LAMP、解...
食品病原菌可污染食品并在货架期及冷藏条件下生长，因此必须降低检测方法的检出限，并在数小时至数天内获得结果。生物传感器方法利用现有技术识别样品中的细菌并进行近似定量。此类方法的主要瓶颈是表面非特异性结合，以及细菌处于复杂食品基质时相对于液体食品样品灵敏度下降。本综述重点介绍表面等离子共振（SPR）、SPR技术新进展以及电化学阻抗谱（E...
噬菌体疗法可追溯近一个世纪，但抗生素的发现使该领域研究与投资迅速减少。近年来，多重耐药菌威胁凸显新抗生素研发严重不足：1983—1987年发现16个分子，20世纪90年代10个新治疗药物，2003—2007年仅5个。因此噬菌体被重新视为替代疗法。噬菌体展示技术在鉴定针对病原体的有效抗体及疫苗开发方面极具前景。同时，传统噬菌体疗法利用...
噬菌体是地球上最丰富、分布最广的病毒实体，存在于所有生态系统中。基于其独特特性和抗菌特性，噬菌体正被重新进行系统分类评价。噬菌体感染细菌后利用宿主细胞机器，以裂解或溶原方式在宿主内复制。自20世纪初 Twort 和 d’Herelle 发现以来，噬菌体成为对抗病原菌的重要工具，相关研究不断深入。由于细菌抗生素耐药性日益严重，噬菌体疗...
肉类产业面临致病菌、兽药残留、农药残留、毒素和重金属等健康危害，亟需快速、低成本的安全检测工具。传统培养法需数天，液相色谱-串联质谱（LC-MS/MS）等方法昂贵且耗时。生物传感器由生物识别元件和换能器组成，可将生物响应转换为可测信号，具有灵敏、特异、快速、便携和实时监测等优势。本文综述生物传感器在肉类及肉制品安全检测中的应用，涵盖...