随着抗菌药物耐药性指数级上升以及新型抗生素研发管线停滞，优化现有感染治疗方案比以往任何时候都更为迫切。该过程的关键环节之一是快速、准确地鉴定致病细菌。目前细菌检测的金标准方法包括培养法、聚合酶链反应和免疫分析，但存在周转时间长、准确性有限等明显缺点，限制了其作为即时诊断设备的应用。近年来，多种创新检测技术被提出并发展以克服上述不足。...
本文研究了缓冲液在细菌悬液阻抗谱测量中的作用，提出Good's两性离子缓冲液可替代目前常用的PBS等标准电解质缓冲液。作者通过理论与实验比较经典缓冲液和两性离子缓冲液在不同浓度下的电导率，发现两性离子缓冲液在常用浓度下离子-离子相互作用显著更强，且两性离子分子尺寸较大，因而电导率明显降低，从而提高阻抗传感能力。以热诱导的伤寒沙门氏菌...
基于阵列的生物传感器已成为区分核酸、蛋白质、微生物及其他生物分子等分析物中细微差异的有效而强大的工具。在基于阵列的细菌传感中，细菌识别是初始步骤，可关键影响生物传感器阵列的分析性能。细菌识别、信号读出和数学分析对于确保阵列生物传感器的区分能力不可或缺。细菌识别策略主要包括生物分子与细菌表面相应受体之间的特异性相互作用、材料与细菌之间...
传统病原菌检测方法依赖实验室、耗时长且需要专业人员。微电极可借助介电阻抗谱识别有害微生物，但电极的空间尺寸与布局至关重要，因为相应电场分布决定灵敏度、信噪比和动态范围等传感器参数。为此，作者建立并评估了多种阻抗生物传感器模型，利用 COMSOL 对 2D 和 3D 结构进行有限元模拟。研究测试了不同电极形状，验证了激励幅度对电场梯度...
本文报道了一种基于阻抗谱的沙门氏菌微生物生物传感器，其识别元件为从人血清中分离的针对特定菌株的抗体。作者利用沙门氏菌肠亚种（S. enteritidis）或大肠杆菌 BL21(DE3) 与无脂多糖突变株 ClearColi，从人血清中分离抗沙门氏菌（或抗 BL21(DE3)）抗体，经蛋白 A 柱纯化后，抗体纯化收率为 0.2%。流式...
多孔硅（PSi）因比表面积大和独特光学性质，近年来被广泛用作生物传感器。然而，多数PSi生物传感器采用封闭端多孔层，分析物向孔内扩散受限，导致灵敏度低、响应速度慢。为克服这些不足，作者采用电化学刻蚀和标准微加工技术制备了多孔硅膜（PSiM）。本工作利用PSiM对蜡样芽孢杆菌（Bacillus cereus）裂解物进行光学检测。检测前...
DNAzyme（脱氧核酶）是一类具有催化功能的合成单链核酸，可催化特定化学反应，并可在结合靶标后被激活，因而既能作为分子识别元件，也可用于信号产生。其稳定性好、合成成本较低，适合构建生物传感器。本文重点综述两类在概念验证传感系统中尤为有效的DNAzyme：RNA切割DNAzyme（RCD）和过氧化物酶模拟DNAzyme（PMD）。R...
细菌污染的快速传播及其对人类健康的风险，凸显了需要替代传统耗时实验室细菌检测技术的分析方法。为满足这一需求，基于等温DNA扩增方法的生物传感器应运而生，它们无需热循环，从而便于集成到小型低成本器件中用于原位监测。本综述聚焦于基于等温扩增方法检测食品安全与环境监测领域细菌的生物传感器突破。描述了基于环介导等温扩增（LAMP）、滚环扩增...
病原体（如细菌和病毒）种类繁多，其快速、低成本、特异且灵敏的检测仍是分析医学的重要挑战。近年来，利用纳米材料、微流控器件、信号扩增方法及其组合策略实现病原体检测受到广泛关注，尤其在COVID-19疫情后，快速敏感检测病原体的需求更加迫切。病原体检测可采用电化学、光学、质量敏感或热学方法，其中电化学方法因检测方案多样、可实时定量、支持...
本研究将10,12-戊二炔酸（PCDA）涂覆于膜滤器表面，并在滤膜上聚合，用于细菌的快速检测与定量。聚合后的聚二乙炔（pPCDA）涂层滤膜在鼠伤寒沙门氏菌（Salmonella Typhimurium）和大肠杆菌（Escherichia coli）作用下发生颜色变化，而对无害李斯特菌（Listeria innocua）不变色。通过视...
金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）是常见于皮肤和黏膜的病原菌，可引起呼吸道与循环系统严重疾病，传统检测多依赖PCR、色谱等实验室方法，耗时且需专业人员。本文报道一种基于物理真空沉积（PVD）制备的纺织生物传感器原型，用于检测金黄色葡萄球菌。该传感器以Cordura柔性纺织复合基底为支撑，通过钨舟蒸发沉积高纯...
食品安全中，低水分食品（LMFs）的细菌污染是新兴风险。细菌可在低水分环境中长期存活，进入人体后引起食源性疾病。ELISA 和 PCR 等常规方法多依赖水相环境，不适合直接检测 LMFs。本研究基于纳米尺度表面增强拉曼散射（SERS）生物传感器平台和便携式拉曼光谱仪，结合多变量判别分析，建立了双免疫拉曼交叉验证检测法（DIRECT）...
细菌检测方法的准确性、速度以及技术和仪器简便性至关重要。多孔硅（PSi）具有独特光学和化学性质，是生物传感应用的优良候选材料；凝集素具有特异性碳水化合物结合能力，且比常用抗体更廉价。本文提出一种凝集素偶联多孔硅生物传感器，通过反射干涉傅里叶变换光谱（RIFTS）对大肠杆菌（E. coli）和金黄色葡萄球菌（S. aureus）进行无...
针对食品中病原菌污染引发的食源性疾病，本研究利用CRISPR-Cas13a系统的crRNA可编程性和Cas13a在识别靶RNA后产生的无差别RNase旁路活性，开发了名为CCB-Detection的细菌检测策略。以金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus, S. aureus）为模型菌，方法包括四步：简单提取基因组...
近红外（NIR）诱导的反斯托克斯荧光在复杂样品生物检测中具有优势，但常用上转换纳米颗粒（UCNPs）荧光强度不足，难以满足高灵敏生物检测。本文构建基于 NIR 激发的磁-荧光细菌检测策略，采用高近红外转换效率的 CaS:Eu,Sm,Mn 和 SrS:Ce,Sm,Mn 双色荧光纳米颗粒，分别偶联细菌识别片段替考拉宁（TEC）和多粘菌素...
快速、特异、灵敏地检测饮料、食品和临床样本中的病原菌是公共卫生的重要目标；快速表征抗生素敏感性有助于临床决策和抗生素管理。作者此前报道了一种简便、低成本的革兰阴性病原菌检测策略，利用噬菌体对宿主菌的高亲和力和特异性。嵌合噬菌体靶向不同病原菌，噬菌体巯基化可诱导金纳米颗粒聚集，在存在至少约100个目标菌时产生可见比色响应。本文将该策略...
快速、灵敏且可靠的病原菌检测对公共卫生与生物安全日益重要。本文报道了一种基于随机DNA双行走器的比色生物传感器，用于细菌检测。当存在目标细菌时，两种被释放的多条行走链可在金纳米颗粒（AuNP）基三维轨道上持续行走，导致AuNP基探针发生失稳聚集。由此引起的颜色由红变蓝可作为目标细菌比色检测的分析信号。由于具有超快反应动力学和灵敏的颜...
核糖核酸酶I属于非特异性内切核糖核酸酶，在多种生物和细胞过程中发挥重要作用。其普遍存在和高活性导致实验中RNase污染问题，而细菌中丰富也可作为生物传感器靶标。因此，开发特异可靠的RNase检测探针具有重要意义。作者报道通过体外选择偶然发现的RNase I探针RFA13-1，选择靶标为受肺炎克雷伯菌污染的艰难梭菌粗细胞外混合物。表征...
细菌检测是应对日益严重的细菌污染的关键步骤，但仍具挑战。本文开发了一种新型化学发光（CL）生物传感器，用于超灵敏检测核酸酶活性和细菌。将化学发光标记分子血红素（hemin）封装到介孔二氧化硅纳米颗粒（MSNs）的有序介孔中，并用特定DNA门封孔。当暴露于DNA核酸酶或细菌裂解液时，封孔DNA被特异性切割，导致封装血红素释放增加，从而...
活性氧（ROS）是高度反应性分子，广泛存在于体内并参与细菌感染等多种疾病与炎症过程。现有技术难以准确检测并区分特定 ROS。为此，作者开发了一种电化学生物传感器，由固定在氧化铟锡（ITO）表面并经锇基化合物功能化的单壁碳纳米管（SWCNTs）构成。将该传感器整合入小鼠巨噬细胞 RAW 264.7，并用多种血清型细菌诱导免疫反应。当革...