食品安全系统正面临全球化供应链、新型污染物和快速决策需求带来的挑战。传统方法虽可用于确证分析，但依赖集中设施、专业人员和高耗时流程，难以满足实时监测。可持续纳米技术通过快速、灵敏、便携且资源高效的污染物检测提供解决路径。本文系统评述了纳米赋能平台在食源性致病菌、毒素、农药残留、重金属、过敏原及其他食品污染物检测中的最新进展，重点讨论...
农业对气候变化尤为脆弱。为应对气候相关胁迫、全球人口增长和食物偏好变化带来的风险，必须培育产量更高、环境韧性更强的气候智慧型作物品种。分子遗传学与基因组学分析表明，参与植物激素介导生长调控的基因等位变异可显著提高主要作物产量。植物科学已显著推进了对植物激素介导生命事件分子基础的理解，为改良气候变化下作物产量提供了关键信息。本综述重点...
新冠疫情引发组织范式转变，其短期与长期影响尚未被充分理解。本文综述以纳米材料为基础，用于SARS-CoV-2预防、检测、诊断和治疗的多种方法。纳米结构按维度可分为纳米颗粒、量子点、纳米线、碳纳米管、薄膜和纳米复合材料，可通过自上而下和自下而上方法制备。纳米材料高比表面积使其适合构建高灵敏电荷/场传感器，包括电学、化学、光学和气体传感...
一氧化氮（NO）是关键的细胞信号分子，在正常细胞生理与病理过程中均发挥重要作用。过去20年，研究者发展了多种传感模式，用于检测细胞内源性合成与外源性释放的NO。本综述系统回顾了NO传感平台的历史演进，梳理电化学探针、化学发光/荧光探针、基因编码传感器、等离子体、电子顺磁共振、金属有机框架及纳米粒子等技术的现状与代表性进展，并比较其在...
人类免疫缺陷病毒（HIV）是一种慢病毒，感染后可导致获得性免疫缺陷综合征（AIDS），破坏免疫系统并增加机会性感染、癌症及其他危及生命疾病的风险。尽管酶联免疫吸附试验（ELISA）、免疫印迹、核酸扩增检测（NAAT）等方法已广泛用于 HIV 检测，但纳米传感器技术因其高特异性、高灵敏度、快速和可重复性，成为新型诊断途径。纳米传感器利...
本综述聚焦表面增强拉曼光谱（SERS）光学纳米传感器在微小RNA（miRNA）分析中的新兴应用，重点讨论SERS信号增强的关键因素，包括SERS活性基底、SERS纳米探针和纳米组装策略。文章系统总结了用于miRNA检测的多种纳米材料，并主要依据其在miRNA生物传感器中的功能进行分类，如Ag/Au纳米材料、磁性纳米颗粒、二维层状材料...
次氯酸根（ClO−）可作为炎症及相关疾病的诊断标志物。尽管已有多种 ClO− 成像探针报道，但仍缺乏特异性和抗干扰能力。本文合成含硫代巴比妥酸（TBA）的咔唑（NEC）和四苯基乙烯（TPE）衍生物 NEC-TBA 与 TPE-TBA，作为具有聚集诱导发光（AIE）效应的荧光生物传感器用于监测 ClO−。研究发现，TPE-TBA 在水...
本文综述了基于脂质膜的纳米生物传感器在食品分析中的研究进展。脂质膜技术可模拟生物膜结构，将酶、抗体、受体等识别元件固定于双分子层或聚合物稳定脂质膜中，并与金属、玻璃微纤维、石墨烯、氧化锌等微电极耦合，实现食品中多种有毒物的选择性检测。文章介绍了金属支撑脂质膜、玻璃纤维滤膜稳定脂质膜和聚合物脂质膜的制备方法，重点讨论了其在农药、除草剂...
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。...
血管内皮生长因子（VEGF）是血管形成的关键调控因子，也是肿瘤血管生成中主要的蛋白生物标志物。由于VEGF在肿瘤转移中发挥重要作用，其检测与定量对临床诊断具有重要意义。目前已有多种疾病生物标志物检测策略，尤其针对VEGF。适配体是具有催化和受体性质的人工单链DNA或RNA寡核苷酸，因目标诱导构象变化、高稳定性和靶标普适性而受到生物传...
食品中不安全水平微生物的存在日益成为经济与公共卫生问题，亟需沿食品链从生产到消费进行快速检测。传统微生物计数准确且成本低，可判断存在与活力，但耗时长、采样具破坏性，并需专业人员及生物安全设施。PCR等分子技术显著提升了分析能力，缩短了检测时间，提供定量数据与菌株特异性，部分方法还可区分细胞活力。新兴纳米传感器/生物传感器领域已展示多...
21世纪以来，人类呼出气成分研究取得进展，“呼吸指纹”可为多种疾病和代谢紊乱提供重要信息。本文综述了用于医学诊断的呼气分析技术，强调其快速、便携、简单、准确、无创且成本相对较低的优势，使其成为疾病诊断的新前沿。文章重点介绍呼气生物标志物，以及呼气生物传感器中的传统方法，包括气相色谱-质谱（GC-MS）、选择离子流管质谱（SIFT-M...
体内生物传感器正成为生物医学研究与诊断医学中的有力工具。与标记物或成像不同，体内生物传感器旨在真实生物系统中对目标分析物进行连续、长期监测，并应具备选择性、灵敏度、可逆性和生物相容性。由于同时满足这些分析要求极具挑战，作者发现符合严格体内定义的设备报道较少，但识别出若干案例研究和一系列新兴材料，有望推动该领域发展。综述重点讨论单壁碳...
纳米尺度适配体（Aptamers, Aps）是短单链 DNA 或 RNA 寡核苷酸，可高亲和力特异性结合靶标，因而被视为强效诊断与分析传感工具，即适配体传感器。适配体通过系统进化指数富集（SELEX）从随机寡核苷酸库中筛选获得。本文综述并讨论适配体传感器领域最新研究，重点探讨其多分析物检测潜力。由于适配体在分析物存在下具有特异性折叠...
本文报道了一种基于半抗原接枝石墨烯的荧光生物传感器，用于小分子的超灵敏均相竞争免疫分析。该传感器将石墨烯纳米片与免疫分析技术相结合，通过共价接枝双酚A（BPA）结构类似物BVA于氨基化石墨烯表面，形成graphene-BPA纳米片，从而避免抗体直接固定于石墨烯表面导致的构象变化和活性损失，保持小分子与其特异性抗体的结合亲和力。荧光标...
纳米生物传感器具有极高的理论灵敏度，但实际检测限常不理想。其原因之一是纳米传感器的有效传感区比整个器件基底小多个数量级，而现有探针固定策略往往同时功能化传感区与非传感区，导致目标分子被非传感区消耗，降低传感区结合比例并恶化检测限。本文提出一种自下而上的拓扑选择性功能化方法，利用聚(N-异丙基丙烯酰胺)（PNIPAM）水凝胶纳米颗粒作...
本文综述了纳米技术推动的微型化传感器在生物传感中的应用及其利弊。纳米结构（如纳米线、纳米悬臂梁和等离子体纳米颗粒）可基于电导、机械偏转或光谱等物理现象作为单一换能单元，实现极小传感面积。作者重点讨论液相样品中无标记实时分析的表面敏感技术，分析传感器尺寸对结合动力学、扩散与对流输运、多路复用、单分子分辨、噪声和稳定性的影响。文章指出，...
本文构建了一种一步、免洗、均相纳米传感器检测方法，用于灵敏检测乙肝表面抗原（HBsAg）。该方法基于金纳米颗粒（GNP）的光散射性质，采用夹心免疫模式。研究将单克隆和多克隆乙肝表面抗体（HBsAb）分别偶联到不同直径的GNP上，形成两种纳米探针，并系统评估不同尺寸GNP组合的检测行为，确定最优组合。在Tris–HCl缓冲液中，由约5...
本研究报道了一种基于有序单晶氧化锌（ZnO）纳米棒的青霉素酶生物传感器的制备与性能。ZnO 纳米棒通过低温水相化学生长（ACG）法在镀金玻璃基底上生长，随后采用物理吸附并结合 N-5-叠氮-2-硝基苯甲酰氧基琥珀酰亚胺（ANB-NOS）交联分子固定青霉素酶。电位法测量显示，传感器在 100 µM 至 100 mM 的对数浓度范围内对...
糖尿病影响全球超过1亿人，亟需更有效的血糖监测方法以改善疾病管理。本文是一篇迷你综述，总结利用周质空间配体结合蛋白（PLBP）超家族成员构建葡萄糖纳米传感器的最新进展。作者重点介绍通过蛋白质工程改造大肠杆菌葡萄糖/半乳糖结合蛋白（GBP），使其结合常数进入生理血糖范围，并提高对葡萄糖相对于其他糖类的选择性；同时介绍采用新型报告基团，...