水产养殖是全球重要食品生产领域，面临水质管理、食品安全和水产动物应激健康挑战。皮质醇是鱼类关键应激生物标志物，双壳贝类中大肠杆菌（E. coli）污染是食品安全关键指标，需要灵敏实时检测方法。基于液晶（LC）的免疫传感器因高灵敏度、快速响应和无标记光学检测能力而成为检测生物分析物的有前景方案。本研究探索开发和应用 LC 免疫传感器，...
大肠杆菌是食品安全、水质、医疗和环境健康的重要关注对象，需要有效检测方法。本研究提出一种基于还原氧化石墨烯（rGO）的生物传感器，用于灵敏、特异性检测大肠杆菌DNA。采用改进Hummers法合成官能化rGO，再经水热还原；FTIR、SEM、XRD确认其结构、形貌和化学性质。生物传感器将官能化rGO与氨基修饰的、特异性针对大肠杆菌标记...
磁生物传感器因背景噪声低、检测方便、样品前处理要求低而在生物靶标检测中具有广泛应用，但与传统光学和电化学生物传感器相比，现有磁生物传感器仍存在灵敏度不足的问题。本文提出一种利用磁场线汇聚/磁通集中效应的高灵敏度磁生物传感器新设计，并将其应用于细菌检测。该传感器基于巨磁阻（GMR）效应，通过集成磁通集中器（MFC）增强检测区域磁场，提...
本研究开发氯化亚锡（SnCl2）修饰玻璃基底用于生物分子固定，并将其应用于无标记干涉生物传感器芯片的制备。通过优化玻璃修饰工艺，确定5% SnCl2浓度、45 min反应时间和150°C干燥温度为高效蛋白固定的条件。基于SnCl2修饰玻璃基底和无标记光谱相位干涉（SPI）技术，构建了用于检测黄曲霉毒素B1（AFB1）的生物传感器。A...
传统培养与分子方法检测饮用水中大肠杆菌耗时长，且难以区分活性与非活性菌。本文开发并验证一种光子免疫传感器，由功能化抗体并集成于微流控通道的氮化硅环谐振器组成，用于饮用水中大肠杆菌的检测与间接定量。通过间接ELISA筛选针对大肠杆菌膜脂多糖（LPS）和β-半乳糖苷酶的单克隆及多克隆抗体，并在氮化硅表面完成固定化对照。经不同消毒处理的水...
为满足灵敏、稳定检测的迫切需求，双信号读出检测在精准识别靶标和及时健康风险防控中受到重视。本文开发了一种新型多功能纳米材料Pt@PCN-224-HRP-引发DNA（PP-HRP-iDNA），用于构建荧光与比色双信号读出生物传感平台。Zr-MOF PCN-224作为载体，尽可能负载铂纳米颗粒（Pt NPs）和辣根过氧化物酶（HRP），...
产气荚膜梭菌是重要的食源性病原菌，已在全球范围内引发严重公共卫生问题，因此亟需快速、超灵敏的检测方法。本文提出一种基于荧光与电化学信号协同的双模态传感平台，用于检测产气荚膜梭菌。作者构建了电化学适配体传感器，并采用基于DNA walker和杂交链反应（HCR）的双重放大技术。当产气荚膜梭菌基因组DNA存在时，其与FAM标记适配体特异...
磁弛豫切换（MRS）生物传感器因操作简便、信噪比高而在食品安全领域具有吸引力，但磁性纳米颗粒（MNP）与靶标交联不足或非特异性结合常导致灵敏度和稳定性不足。为此，作者首次将 CRISPR-Cas12a 系统引入 MRS 生物传感器，用于精确控制两种粒径分别为 130 nm（MNP130）和 30 nm（MNP30）的 MNP 结合，...
本文报道了一种基于电学电阻粒子计数器（ERPC）的点击化学介导粒子计数生物传感器，用于食品中小分子危害物的高灵敏检测。该策略以炔基功能化聚苯乙烯微球为可计数信号探针，以叠氮基功能化磁性微球为偶联载体，通过Cu(I)-催化叠氮/炔环加成（CuAAC）将二者连接；未结合微球经磁分离后由ERPC计数。检测目标物被逻辑转换为铜离子（Cu(I...
蔬菜中百草枯污染与人类健康风险密切相关，因此开发百草枯传感系统受到关注。本文报道了一种基于百草枯与带负电荷金纳米颗粒（AuNPs）静电相互作用的简单检测方法。百草枯诱导AuNPs聚集，使溶液颜色由红色变为蓝色，并引起AuNPs局部表面等离子共振（LSPR）峰位移。该体系的检测限浓度（CLOD）为100 µM百草枯。在测试的八种阳离子...
针对复杂食品基质中17β-雌二醇（E2）快速、简便检测的需求，本研究设计了一种基于适配体功能化金包覆氧化铁（Fe3O4@Au）纳米复合材料的磁弛豫开关（MRS）传感器用于检测E2。其中，Fe3O4@Au纳米颗粒作为分散态与聚集态之间的“开关”，适配体作为识别单元。根据单组分弛豫时间（T2W）对E2的响应，优化了适配体与Fe3O4@A...
本文开发了一种基于聚酰亚胺（PI）/硅/二氧化硅的压阻微悬臂梁生物传感器，用于黄曲霉毒素B1（AFB1）的痕量检测。为同时利用单晶硅的高压阻系数和PI的小弹簧常数，柔性压阻微悬臂梁采用绝缘体上硅（SOI）晶圆中的埋氧（BOX）层作为底部钝化层，顶层单晶硅作为压阻层，薄PI膜作为顶部钝化层。为提高灵敏度和输出电压稳定性，四个相同压阻器...
副溶血弧菌是一种广泛分布于海洋环境的革兰氏阴性菌，常从海产品中分离，也是无脊椎动物病原菌；人因食用受污染或未煮熟的海产品可感染并引起胃肠炎和腹泻。本研究采用基于核磁共振（NMR）的检测系统，利用分子镜像（Molecular Mirroring, M2）技术检测该菌的致病水平（10^5 CFU/ml）。该方法使用包被目标特异性生物标志...
黄曲霉毒素是由多种曲霉产生的天然霉菌毒素，其中黄曲霉毒素M1（AFM1）是牛奶中最常见且对人类健康危害较大的代谢物。欧盟规定成人牛奶中AFM1最大限量为50 ppt（约152 pM），婴儿配方奶为25 ppt（约76 pM）。本文报道了一种基于氮化硅（Si3N4）非对称马赫-曾德尔干涉仪（aMZI）的光子生物传感器，并在传感臂表面功...
食源病原菌威胁全球公共卫生，生物传感器可实现快速、高灵敏、高选择性诊断，但多重分析和最少前处理仍具挑战。作者构建了金纳米粒子（Au NP）放大的微悬臂阵列生物传感器，用于检测极低浓度食源细菌，包括大肠杆菌O157:H7、副溶血弧菌、沙门氏菌、金黄色葡萄球菌、单核细胞增生李斯特菌和志贺菌等。该方法无需培养和PCR扩增，比常规工具更快。...
成像椭偏法用于小分子生物传感的主要瓶颈是灵敏度低、检测范围窄，因为小分子分子量低，对椭偏信号贡献可忽略。本文从理论上研究了决定椭偏信号的关键因素，即薄膜厚度、介电常数和表面覆盖率，并据此指导设计基于高介电常数金属纳米颗粒的椭偏生物传感器。研究证明，磁性纳米颗粒（MNP）和金纳米颗粒（AuNP）作为标记物可显著放大椭偏信号。基于该理论...
为保障无微生物污染的食品供应，快速检测微生物污染至关重要。过去二十年提出了多种生物传感器设计，涵盖不同结合配体、信号放大和检测机制；有些是基于复杂纳米颗粒化学和配体固定的自包含试纸条，有些是基于 ELISA 96 孔板的多步荧光检测，许多还使用昂贵抗体或 DNA 配体。但这些设计对多数用户并不实用，因为它们没有首先满足生物传感器基本...
本文报道了一种用于真实食品样品中食源性病原菌快速检测的微纳生物声学系统。针对法规要求从25 g食品中检出1个活细胞的挑战，作者以25 mL牛奶中1个沙门氏菌细胞为起点，先经3 h预富集，再用抗沙门氏菌抗体偶联的免疫磁性微珠捕获细菌；随后在Lab-on-Chip平台中用Triton X-100裂解细胞，并通过环介导等温扩增（LAMP）...
本文报道了一种基于DNA自组装核–卫星纳米结构的手性生物传感器，用于超灵敏检测食品中的赭曲霉毒素A（OTA）。该传感器以Au–Ag合金空心球壳为核心，表面修饰OTA适配体；金纳米颗粒表面修饰与适配体互补的DNA序列，二者通过互补配对自组装形成核–卫星超结构。在无OTA时，核–卫星结构完整，产生强圆二色性（CD）信号；加入OTA后，适...
表面声波换能技术已广泛用于传感器与执行器。本研究利用剪切水平表面声波（SHSAW）检测食品致病菌大肠杆菌 O157:H7（E. coli O157:H7）。该菌株是 225 种大肠杆菌独特血清型中危险性较高的菌株，少量即可导致幼儿严重并发症，25 g 食品中超过 1 cfu 即被视为危险水平。SHSAW 生物传感器制备于 64° Y...