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...
近期纳米技术进展使等离激元光学传感器成为生物传感的有力工具。这类传感器利用电磁波与金属纳米结构的相互作用，实现生物分析物的快速、无标记检测。本研究提出并优化了一种基于纳米孔阵列和金属-绝缘体-半导体-金属（MISM）纳米环的等离激元光学生物传感器，用于检测多种病毒。该结构在银基底上集成金和银层，纳米孔与纳米环经几何优化以增强对周围介...
阻抗生物传感对高灵敏生物分子检测至关重要，但传统方法依赖笨重且昂贵的阻抗分析仪，限制了其在即时检测中的便携性。本文提出一种集成硅纳米线场效应晶体管（SiNW-FET）生物传感器、高增益放大电路和 FPGA 实现的一维卷积神经网络（1D CNN）的先进生物传感系统。该系统将 SiNW-FET 传感与 FPGA 深度学习降噪结合，形成紧...
动物病毒对动物健康构成重大威胁，并随全球化迅速传播。由于动物病毒感染诊断和治疗手段有限，疾病传播和动物死亡难以预测，因此早期诊断对阻断传播、减少经济损失至关重要。为满足快速诊断需求，电化学传感器已成为有前景的工具。电化学方法具有高灵敏度、高选择性、成本低、易操作、便携和快速分析等优点，适用于病毒实时检测。本文重点综述电化学生物传感器...
动物病毒感染是兽医疾病防控的重要问题，亟需快速、准确、经济且便携的病毒病原检测方法。核酸适配体（aptamer）可通过指数富集系统进化（SELEX）技术从随机核酸库中筛选，具有与抗体相似的高亲和力和高特异性，且稳定性好、易合成修饰、免疫原性低。本文综述了适配体及其传感器在动物病毒检测中的最新进展，比较了适配体与抗体在病毒诊断中的性能...
绝缘体上硅场效应晶体管（SOI-FET）生物传感器在医学、病毒学、生物技术和环境监测中用于病毒检测，具有应用前景，但现有生物传感器仍面临器件设计与工艺限制等问题。本文对SOI-FET生物传感器检测“抗体+抗原”复合物（AB+AG）的过程进行理论分析，重点评估目标分子在传感器表面吸附及被正确检测的概率。研究采用泊松概率密度分布描述目标...
呼吸道感染无论慢性或急性，均常见于儿童和成人，并给医疗系统带来经济负担。对免疫受损患者而言，呼吸道感染可引发急性低氧性呼吸衰竭，是入住重症监护病房的重要原因。呼吸道感染多由细菌、病毒、寄生虫、吸烟或空气污染引起。过去二十年间，呼吸道感染的识别与诊断技术取得显著进展，多种生物传感技术被开发用于在疾病早期识别感染。近年来，纳米材料被有效...
病毒感染可引发严重疾病、大流行并加重医疗系统负担，快速准确的病毒检测对挽救生命、控制传播和减少社会经济损害具有重要意义。临床常用 PCR 方法，但存在耗时长、依赖复杂仪器和熟练人员等缺点，在新冠疫情期间尤为突出。因此，亟需快速、灵敏、高通量的病毒检测技术。本文综述了用于病毒检测的固相光学传感技术，包括荧光传感器、表面等离子共振（SP...
严重急性呼吸综合征冠状病毒2（SARS-CoV-2）引发持续新冠疫情，并推动对SARS-CoV-2及其他病毒感染准确、及时、低成本检测方法的开发。目前，细胞培养和实时PCR等传统病毒筛查方法被视为金标准，结果准确灵敏，但仍需精密仪器、专业人员且分析时间长。相比之下，微流控与生物传感技术结合的微流控生物传感器可在单一平台上完成样品制备...
电化学生物传感器是可在医疗诊断、食品安全、环境保护和生命科学研究中快速获得现场结果的分析工具。当前研究聚焦于开发针对特定靶标的传感器，并解决商业化前需克服的挑战，通常包括降低检出限、拓宽线性浓度范围、在真实环境中分析真实样品以及与标准验证方法比较。如今，功能纳米材料被设计并应用于电化学生物传感，以支持上述挑战。本综述将讨论功能纳米材...
近年来，多种病毒及病原体不断出现并引发全球大流行，现有生物传感器虽已用于病毒检测，但灵敏度有限，亟需更高效诊断工具。纳米技术因纳米材料具有高比表面积和量子尺寸效应，被广泛用于提升病毒生物传感器的设计、开发与性能。本文综述纳米技术对病毒检测中常规及人工智能（AI）生物传感策略的影响，重点讨论纳米材料、纳米生物传感器类型、医疗物联网（I...
光学生物传感器相比ELISA、RT-PCR等传统方法，具有直接、快速、免标记、高特异性、高灵敏度、小型化和低成本等优势，可用于多种生物与化学物质的即时检测。本综述聚焦于用于感染性病毒疾病诊断的核酸基光学传感器技术，系统介绍比色、荧光、表面等离子共振（SPR）、倏逝波光学、光纤及生物发光光纤等传感模式的基本原理。文中重点讨论DNA、R...
猴痘是由正痘病毒属猴痘病毒引起的新发人畜共患病，可通过接触感染者、动物或污染物传播，潜伏期约7–14天，表现为发热、淋巴结肿大、头痛、乏力、肌痛和皮疹。由于临床表现与其他病毒或感染性疾病重叠，实验室确诊常依赖实时或常规PCR等核酸检测以及ELISA等血清学检测。作者指出，PCR受样本采集、疾病阶段、引物特异性、假阴性、操作耗时和人员...
21世纪出现了流感、埃博拉、寨卡及SARS-CoV-2等高度传染性病毒，并引发全球疫情。由于部分疾病缺乏有效药物和疫苗，且现有病毒检测方法耗时长、成本高、操作复杂，甚至可能出现假阴性或假阳性，早期快速检测对救治患者至关重要。本文系统综述了基于生物传感器检测包括COVID-19在内的流行病毒的最新进展。生物传感器将抗体、酶或DNA等生...
多种传染性病毒持续威胁全球公共卫生，其中 SARS-CoV-2 已造成超过六百万人死亡。为快速、可靠地检测病原体，研究者发展了多种生物传感方法。上转换纳米颗粒（UCNPs）具有低自荧光背景、长荧光寿命、窄发射峰、抗光漂白、近红外激发和多色发射等特性，在生物传感器中可显著提高信噪比和检测灵敏度，是病毒检测的有前景候选材料。本综述系统总...
病毒，包括流感病毒、中东呼吸综合征冠状病毒（MERS-CoV）、严重急性呼吸综合征冠状病毒（SARS-CoV）、甲型肝炎病毒（HAV）、乙型肝炎病毒（HBV）、丙型肝炎病毒（HCV）、人类免疫缺陷病毒（HIV）、埃博拉病毒（EBOV）、寨卡病毒（ZIKV）以及最近出现的SARS-CoV-2，每年导致数十万人死亡。新冠疫情的持续暴发引...
病毒感染对人类健康和社会福祉构成严重威胁，新冠疫情即为例证。为控制病毒传播，亟需对感染者进行早期检测与隔离。得益于纳米材料优异且独特的理化性质，已开发大量生物传感器，通过灵敏、微创和简便的方式实现病毒疾病的早期诊断。在此背景下，基于碳纳米管（CNT）的病毒检测技术正被开发为现有诊断方法的可行替代方案。本文系统总结了近十年来基于CNT...
胃肠炎是全球主要公共卫生问题之一，尤其在儿童中每年导致300万至600万例死亡，约占5岁以下儿童总死亡的20%。病毒是胃肠炎发作的主要病因，约占70%，其快速、特异和早期诊断对成功抗病毒治疗及降低感染负担至关重要。本文首次系统综述了利用电化学、光学和压电等不同类型生物传感器检测人类胃肠炎病毒的最新进展。文章首先介绍病毒性胃肠炎的重要...
新冠疫情凸显了快速、低成本且高灵敏病毒检测平台的需求。电化学传感器有望满足该需求，但在早期检测和低病毒载量下仍需提高信号幅度。本文对一种用于单病毒颗粒计数的新型生物传感器概念进行有限元分析。该设计将氧化还原循环放大的电化学电流与电泳驱动的电极-颗粒碰撞相结合，以实现快速病毒检测。研究考察了扫描速率、收集极偏置及几何因素等实验与结构参...
光电化学（PEC）研究光照下光电极或光敏材料中光生载流子的产生与转移，以及太阳能向电能的转换。其基本过程是光照时电极/电解质界面处电活性物种与光活性材料之间发生氧化或还原反应。近年来，PEC 生物传感将 PEC 技术与生物分析结合，利用生物识别元件与被测物相互作用改变光电流信号，实现电荷与能量在电子供体/受体和光活性材料之间的传递。...