纳米酶是具有类酶性质的纳米材料，具有制备成本低、催化活性强、室温长期储存稳定、可重复使用等优点，被视为天然酶的潜在替代品。过去二十年纳米酶研究兴趣激增，寻找更优仿生材料用于生物医学应用。金属有机框架（MOFs）由无机金属离子/簇和有机配体构成，具有组成独特、孔径可调、结构多样、理化性质易调控等特点，可模拟类酶活性，成为有前景的纳米酶...
细菌检测分析装置是现代临床实验室的重要组成部分，能够实现疾病的早期诊断和及时干预，因此针对监测与诊断方法的持续改进受到重视，其中基于生物传感器的发展尤为关键。在细菌检测技术中，以比色法和荧光技术为基础的光学传感器系统，以及利用表面等离子共振（SPR）和取向效应测量的系统，被认为是具有广阔应用前景的重要方向。本综述系统梳理了上述光学传...
癌症是近几十年来最严重的疾病之一，早期诊断对及时治疗和延长生存至关重要。检测因癌症而升高的肿瘤标志物是最直接的方法之一。癌胚抗原（CEA）是结直肠癌最重要的肿瘤标志物之一，也被认为与乳腺癌、胃癌、卵巢癌、胰腺癌和肺癌等相关。传统 CEA 检测多依赖免疫分析，如 ELISA，但操作复杂、成本高且耗时长。因此，研究者发展了多种生物传感器...
食品安全与人类健康密切相关。抗生素在畜牧业中因广谱抗菌活性被广泛使用，但不合理使用造成环境污染和食品安全问题，因此环境分析与食品安全评价中迫切需要抗生素现场检测。适配体传感器具有使用简便、准确、成本低、选择性高、适合抗生素检测等优点。本文综述了基于适配体的电化学、荧光和比色传感器用于抗生素检测的最新进展，重点讨论不同适配体传感器的检...
当前病毒大流行严重威胁人类健康与社会经济发展，因此开发高效、低成本、早期且准确的病毒检测方法至关重要。生物传感器和生物电子器件有望克服现有检测方法的不足。除金/银纳米颗粒、碳基材料、金属氧化物和石墨烯等常见材料外，共轭聚合物（CPs）凭借独特的π轨道结构、链构象变化、溶液可加工性和柔性，成为制备高灵敏、高特异病毒生物传感器的候选材料...
特定细胞代谢物浓度的定量可反映生理与病理状态下代谢通路的实际利用情况，也是代谢工程中筛选细胞工厂的重要读出指标。然而，目前尚缺乏可直接在单细胞水平实时评估胞内代谢物水平的方法。近年来，天然细菌 RNA 核糖开关的模块化结构启发了遗传编码合成 RNA 器件的设计，这类 RNA 生物传感器可将胞内代谢物浓度转化为定量荧光信号。其通常由代...
准确检测并定量水体中的污染物是环境监管的关键。生物传感器具有样品前处理少、测量时间短、特异性与灵敏度高、检测限低等优势。本综述系统梳理光学生物传感器用于水污染物检测的最新进展，重点讨论其生物识别元件、光学换能器工作原理以及典型应用。文献统计显示，荧光型生物传感器约占33%，表面等离子共振（SPR）约占28%；SPR在检测限方面总体表...
植物-微生物互作对生态系统功能和根际过程至关重要。为理解植物与根际微生物之间的通讯通路，必须测量植物和根际中发生的多种过程。本综述首先概述植物如何与周围微生物群落相互作用并受其影响，随后总结用于阐明植物-微生物互作和病原检测的光学生物传感技术。目前，用于检测土壤植物参数或微生物群落的多数生物传感器以基因编码的光学和电化学传感器为主，...
水溶性共轭聚合物（WS-CPs）因高摩尔吸光系数、能量转移效率、荧光量子产率和光稳定性，已广泛用于体外光学传感和体内光治疗。为使其与蛋白质、核酸、抗体、细胞及细胞内组分等生物靶标发生特异性相互作用，需将糖、肽、核酸、生物素、蛋白质及其他生物识别元件共价连接到聚合物骨架或侧链上。本文系统综述了用于 WS-CP 生物功能化的主要合成化学...
光纤已被广泛用于探测温度、pH、吸收和散射等多种组织或样品特性。将不同传感与成像模式集成于单根光纤中，可在保持光纤探头紧凑性的同时提高检测灵敏度。双包层光纤（DCF）具有芯和内包层两个同心导光区：芯通常支持单模传播，内包层可支持多模传播，因此能够同时承载单模与多模光信号，特别适合多模态生物传感与成像。本文对 DCF 如何用于组合多种...
碳点（CDs）是碳基纳米材料中的新兴明星，因尺寸小于10 nm、结构独特且性质优异，在生物传感、药物递送、光动力治疗、光催化和太阳能电池等领域受到广泛关注。本文综述了碳点的合成路线、光学性质及其生物医学与光催化应用。碳点可分为石墨烯量子点（GQDs）、碳纳米点（CNDs）和碳化聚合物点（CPDs），通常由 sp2/sp3 杂化碳核与...
2020 年以来，新型冠状病毒肺炎（COVID-19）大流行造成严重公共卫生危机和全球社会经济负担。及时、准确的样本检测与诊断是控制疫情传播的关键。本文是一篇观点性综述，围绕金属有机框架（MOFs）作为生物传感材料在疫情中的应用展开讨论，并以 COVID-19 为背景。生物传感技术已被证明在临床分析，尤其是严重传染病评估中十分有效。...
聚二炔（PDA）是一类具有交替双键共轭主链的多功能聚合物，其光学性质源于主链中的π-π相互作用。当外部刺激扰动PDA主链时，PDA可发生蓝-红比色转变，并在红区发射荧光。由于两亲性二炔单体可自组装成膜、囊泡、管等结构，且合成膜易于进行化学修饰，PDA平台可引入抗体、适配体、酶或DNA探针等识别元件，通过受体-配体相互作用实现无标记生...
层状纳米结构（LNs）包括二维纳米片、纳米薄片和平面纳米点，具有高比表面积、独特光学性质和界面活性，可作为新型传感探针与平台。当刺激响应性聚集发生时，修饰后的LNs可形成可编程的形貌，并呈现可调控的光吸收与荧光特性。基于LNs聚集行为及其物理化学性质变化，已发展出一系列具有更高灵敏度、操作简便、多功能和抗干扰能力的新传感方法，可用于...
碳点（CDs）作为一类碳基纳米材料，因具有可调的光学与理化性质而受到广泛关注，其吸收和光致发光可从紫外延伸至近红外，并具备高光稳定性、良好生物相容性与水分散性。这些特性使CDs有望替代传统荧光团，用于疾病诊断、治疗及健康管理。本综述系统介绍CDs的基本光物理性质，重点总结其在生物成像、光医学（如光动力治疗/光热治疗）、生物传感器和健...
BODIPY 是一种重要荧光团，具有优异的热/光化学稳定性、强吸收与发射、高荧光量子产率和较小斯托克斯位移。吲哚及其衍生物因结构特征和生物重要性近年受到关注，并广泛用于传感与生物传感。本文聚焦近期将吲哚基 BODIPY 分子作为报告分子用于传感系统的研究，阐述开发此类体系的依据，并评估所构建传感平台的检测限。此外，本文还综述吲哚基 ...
随着农业增产对农药和杀虫剂需求增加，高毒有机磷（OP）化合物在土壤、水体和食物链中残留并造成急性中毒与长期神经毒性，因此需要快速、现场、准确的检测方法。有机磷水解酶（OPH）因能水解含P–O、P–S、P–F和P–CN键的多种OP底物，成为酶基生物传感器的重要识别元件。本文综述了将游离、固定或偶联OPH用于OP检测的最新进展，涵盖电化...
过去数十年，金属纳米材料因独特理化性质在微电子、生物传感和生物医学中备受关注。DNA具有纳米尺度结构、可编程合成、金属离子配位和分子识别等特性，是制备纳米材料的理想模板。近年来，DNA模板铜纳米粒子（DNA-CuNPs）因制备简单快速、效率高、具有约270 nm的大Stokes位移且生物毒性较低，自2010年起被广泛用于生化传感，尤...
抗生素耐药性及其因滥用造成的环境污染已成为近年来的严重问题，因此迫切需要开发稳健、简便且灵敏的方法，用于快速评估抗生素及其残留。在众多分析方法中，基于适配体的生物传感器（aptasensor）因具有良好的选择性、特异性和灵敏度而受到广泛关注。本综述系统概述了近年来用于抗生素检测的适配体生物传感器，介绍了不同适配体检测方案在测定 β-...
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。...