重金属和芳香化合物在环境系统中的广泛存在已成为全球性重大关切。传统光谱和色谱分析方法虽精度高，但成本高、操作繁琐，限制了其在常规环境监测中的实际应用。基于转录因子的全细胞生物传感器是一种有前景的替代技术，可为环境污染物提供实时、高灵敏且低成本检测能力。本综述系统总结了近期基于转录因子的生物传感器在检测重金属和芳香化合物方面的进展，重...
本文构建了一种基于 MoS2@CuS 异质结和杂交链反应（HCR）信号放大策略的双向自供电生物传感器，用于准同时检测 Pb2+ 和 Hg2+。MoS2@CuS 异质结可显著促进葡萄糖与生物电极之间的电子转移，从而大幅提高自供电生物传感器的检测信号。该传感器利用 DNAzyme 的独特序列，分别通过切割效应和胸腺嘧啶（T）–Hg2+–...
随着快速工业化，开发新型水质监测技术以检测高毒性重金属离子十分必要。本文提出一种贵金属纳米粒子/DNAzyme混合电化学生物传感器，用于水溶液中铅离子（Pb2+）和铬离子（Cr3+）的同时、无标记检测。该传感器由二维裸露铂纳米粒子薄膜与DNAzyme组成；在目标重金属离子存在下，DNAzyme的双螺旋结构解离为较小片段，从而改变电极...
碳点（CDs）是一类尺寸小于10 nm的碳基纳米颗粒，具有制备简单、光致发光、生物相容性好、表面功能可调、水溶性和低毒性等特点，可广泛应用于生物成像、生物传感、光催化和分子转移等领域。与镉/铅、稀土和金属氧化物等传统纳米材料相比，碳点具有更好的光稳定性、更高量子产率和更低毒性。近年来，碳点在农业中受到关注，可作为种子处理剂、光合增强...
本文提出一种混合贵金属纳米颗粒/DNAzyme 电化学生物传感器，用于检测 Pb2+、Cd2+ 和 Cr3+。该传感器利用对重金属离子具有选择性相互作用的 DNAzyme，并将其与金属纳米颗粒结合。DNAzyme 的双螺旋结构在特定重金属离子存在下会解离为较小片段，导致导电纳米颗粒间 DNAzyme 桥接坍塌，从而引起器件电阻的可测...
土壤微生物燃料电池（SMFC）是用于土壤供电生物传感器的创新装置。然而，传统SMFC传感器依赖阳极生物传感，在有毒污染物的长期连续监测中可能不稳定。本文开发了一种基于碳毡的阴极SMFC生物传感器，并将其应用于土壤供电的重金属离子长期传感。该SMFC生物传感器在1000 Ω外负载下产生约400 mV的输出电压。注入金属离子后，SMFC...
本文提出一种基于大肠杆菌 DH5α（E. coli）与对苯醌（BQ）快速显色反应的比色生物传感器，用于评价水样毒性。BQ 作为脂溶性电子介体进入细胞，接受呼吸链电子并被还原为对苯二酚（HQ），HQ 与剩余 BQ 进一步反应生成深褐色醌氢醌（QHQ）。当水样中存在有毒物质时，大肠杆菌呼吸活性受抑制，BQ 还原量减少，QHQ 生成量降低...
液晶材料的应用已从电子工业中的显示器件扩展到光学检测生物与化学分析物的新技术。本综述讨论液晶材料作为无标记传感元件在光学、电光与电化学生物传感器中的兴起。液晶分子在外场刺激或与生物分析物、化学物质相互作用时取向发生改变，这一特性被用于构建高灵敏液晶生物传感器。综述按生物分子反应机制（酶促反应、核酸反应和免疫反应）以及不同液晶界面（固...
图炔（GDY）因富炔结构和高度π共轭，可通过 d–π 与 π–π 作用亲和重金属离子和污染物分子，是电化学生物传感的潜在电极材料；但块体 GDY 比表面积低、导电性差，限制了其性能。本文以液相剥离石墨烯为外延模板，合成二维超薄 GDY/石墨烯（GDY/G）异质结构并用作电化学生物传感电极材料。石墨烯既作为少层 GDY 生长的模板，又...
随着工业废水排放加剧，重金属污染日益严重。传统重金属离子检测方法对外部条件要求高，亟需开发灵敏、简便、可重复的检测方法。适配体作为新型人工探针，因高灵敏度、易获得、靶标范围广而在有害物质检测中受到关注。基于适配体的电化学生物传感器（E-apt sensor）为重金属离子检测提供了新途径。纳米材料在构建 E-apt 传感器中尤为关键，...
重金属污染随人口增长和工业化加剧，已成为公共健康与环境安全的重要问题。重金属离子（HMI）即使在低浓度下也具有毒性，因此需要快速、连续监测。在现有 HMI 检测传感器中，场效应晶体管（FET）传感器因可实现快速、实时电学检测而具有潜力。本综述旨在简要回顾过去十年中，不同半导体基底在用于 HMI 检测的化学传感器和生物传感器 FET ...
本研究设计了一种具有高效催化切割活性的三荧光标记Y形DNAzyme，并合成三维MOF-MoS2纳米盒（3D MOF-MoS2NBs）作为荧光生物传感器的高效猝灭剂。三种酶适配体（EA）与底物适配体（SA）杂交退火形成Y形DNAzyme结构，并在SA的3′端分别标记FAM、TAMRA和ROX荧光基团。当Hg2+、Ni2+和Ag+存在时...
农业环境中重金属污染日益威胁全球人口健康，绿色、低成本、高效的检测方法有助于控制此类污染。本研究构建了一种蛋白生物传感器 mApple-D6A3，由水稻来源的 Cd2+ 结合蛋白 D6A3 与 N 端红色荧光蛋白 mApple 融合而成，用于检测重金属含量。mApple-D6A3 的荧光强度可反映其对金属离子的敏感性，且在碱性条件下...
本文报道了一种以微生物纳米纤维素（MNC）为基底的可穿戴电化学生物传感器平台。MNC 是一种天然、可再生、半透、低致敏且可贴附皮肤的纳米纤维素膜，常用于伤口敷料。作者将 Dupont BQ221 碳浆丝网印刷在干燥 MNC 膜上，制备含工作电极、对电极和参比电极的丝网印刷碳电极（SPCEs），并用于汗液分析。未经功能化的 SPCEs...
由于多数毒性风险评估基于单一物种试验，外推到生态系统评估存在不确定性。本文开发了一种基于混合微生物的介导型微生物电化学生物传感器，利用微电极阵列（MEA）进行水中毒性检测。为调动混合微生物参与电子传递并放大电流，采用1,4-苯醌（BQ）作为脂溶性介质介导胞内代谢；同时采用亲水性K3[Fe(CN)6]作为胞外电子受体，将氢醌（HQ）电...
本文开发了一种基于氧化铟锡(ITO)纳米颗粒、六氨合钌(III)氯化物(RUT)和壳聚糖(CH)修饰玻碳电极(GCE)的新型辣根过氧化物酶(HRP)抑制型生物传感器，用于测定铅、镍、镉离子。采用扫描电镜、能谱、循环伏安和电化学阻抗谱表征电极制备过程，并用2^2中心复合设计优化ITO纳米颗粒与RUT用量。传感器对Pb2+、Ni2+、C...
本文提出一种以牛血清白蛋白（BSA）为探针、液晶（LC）为信号报告器的新方法，用于在中性 pH 条件下检测水样中的重金属离子。BSA 作为多齿配体，可识别多种金属离子。传感器通过在 DMOAP 修饰玻璃片上固定 3 µg/mL BSA 溶液制备。无重金属离子时，偏振光学显微镜下呈暗色光学图像；存在重金属离子时，暗色图像转为亮色。该光...
微系统与生物分子集成以及多组分同时检测是重金属污染监测传感器件的关键。本综述汇集近十年光学生物传感器发展的最重要信息，重点讨论与分析特性和应用相关的因素：(i) 信号换能方法，包括发光、比色、倏逝波(EW)、表面增强拉曼光谱(SERS)、Förster共振能量转移(FRET)和表面等离子共振(SPR)；(ii) 所用生物识别分子，包...
利用基因工程细胞检测无机离子和有机分子常受生物安全顾虑、细胞膜屏障、细胞毒性及操作不便等因素限制。为克服上述问题，本研究建立了无细胞生物传感系统，用于检测砷、汞、酰基高丝氨酸内酯（AHL）和苯甲酸。该系统在无活细胞的开放环境中模拟生物转录与翻译活动，通过筛选不同大肠杆菌菌株裂解物及 Mg2+ 浓度获得活性最高的无细胞体系。结果表明，...
本文报道了一种化学计量学工具用于优化电化学生物传感器性能。基于流动注射分析中用于金属离子检测的安培型生物传感器响应，开展实验设计。将电极制备和工作条件选为实验参数，并用响应面法建模。具体以酶浓度、流速和循环伏安循环数为连续因素，以传感器对 Bi3+ 和 Al3+ 等金属的灵敏度（S, µA·mM−1）为响应，采用中心复合设计优化。首...