生物传感技术在食品安全检测中的发展食源性致病菌的快速筛查曾长期受限于传统检测方法的效率瓶颈以大肠杆菌 O157:H7 为例，作为典型食源性致病菌，其致病性强且公共卫生危害大，传统分离鉴定法需 4 至 7 天，操作复杂，PCR 法依赖昂贵设备且易受污染，酶联免疫吸附测定法对实验技能和设备要求高生物传感技术的发展逐渐破解了这些难题，电信号生物传感器将生物识别事件转化为电信号，适配体电化学传感器检出限低至 9.34 CFU/mL，结合 Cu-MOF 与导电聚合物的电化学阻抗法免疫传感器检出限 1-10 CFU/mL，优于传统酶联免疫吸附测定法场效应晶体管传感器表现更突出，采用热变性酪蛋白固定抗体的传感器最低可检测 1 CFU/mL，相关传感器在鲜奶和生猪肉检测中回收率达 60.8%-114.2%，在冷藏鸡肉样品中检测时，即使存在大量杂菌干扰，仍能保持 82%-98% 的回收率光信号生物传感器通过光学信号变化实现检测，比色传感器操作直观，无需专业仪器即可通过肉眼观察颜色变化判断结果，适合基层检测场景；双重信号增强光纤 SPR 传感器灵敏度较传统提升 4 个数量级，检出限 142 CFU/mL，结合免疫磁分离的表面增强拉曼传感器检出限低至 2 CFU/mL，在牡蛎等水产品检测中，能有效排除贝类自身成分对信号的干扰。
侧流式生物传感器则以便捷经济著称，10-15 分钟即可完成检测，适配体 - 金纳米颗粒试纸条无显著交叉反应，对沙门氏菌的检测特异性达 99% 以上；花状伴刀豆球蛋白 A 铜磷酸盐纳米复合材料作为探针的传感器检出限低至 10 CFU/mL，部分产品已实现从定性到定量的跨越，还可结合智能构建即时检测平台，通过摄像头捕捉试纸条颜色变化，借助 APP 完成数据读取与分析，满足现场快速检测需求新烟碱类农药在农业生产中的广泛应用带来了潜在的食品安全风险这类农药虽降低了对哺乳动物的毒性，但进入人体后可通过血液循环在器官中积累，具有一定致癌性、遗传毒性和免疫毒性，长期摄入可能导致神经系统功能异常传统检测方法如气相色谱 - 质谱联用法、高效液相色谱法虽精确，却需复杂样品前处理，检测周期长达数小时，且依赖专业实验室环境，难以满足田间或市场快速筛查需求生物传感技术为此提供了新路径，生物传感器通常由生物识别元件和信号转换器两部分构成，用于检测新烟碱类农药残留的识别原件包括抗体、适配体、小分子、分子印迹聚合物、气味结合蛋白和酶等，其中适配体因制备周期短、稳定性高，逐渐成为主流选择；主要分为电化学生物传感器、荧光生物传感器、比色生物传感器和表面增强拉曼光谱散射生物传感器等类型。
电化学生物传感器采用固定电极作为基础电极，将生物活性分子固定在电极表面，通过特异性识别作用捕获目标分子，将生物浓度信号转变为可测量的电信号，凭借灵敏度高、分析速率快、成本低、操作简单等优点，成为检测农药残留的常用工具在蔬菜检测中，针对吡虫啉、噻虫嗪等常见新烟碱类农药，电化学生物传感器可在 30 分钟内完成检测，且无需大量有机溶剂处理样品，减少对环境的污染免标记型电化学生物传感器通过测量识别原件与靶标复合物形成导致的电信号变化检测农药残留，基于阻抗法的传感器是典型代表，电极界面性质变化会引起电化学阻抗改变，这种变化与农药残留浓度呈一定线性关系，可通过阻抗谱图分析得出检测结果金纳米颗粒、银纳米颗粒、铂纳米颗粒等是理想的信号放大基底材料，将铂纳米颗粒横向排列沉积在叉指电极之间，适配体共价固定在功能化的铂纳米颗粒上，当检测目标与适配体结合时，电子转移受阻导致电阻抗增加，这种传感器比基于裸金电极的传感器灵敏度更高，检测限低至 1 pmol/L，对土壤样本中的噻虫胺检测时，即使存在其他农药成分，仍能保持良好特异性利用多孔材料增加电极表面探针负载量也能放大电流信号，差分脉冲伏安法、循环伏安法等模式均能用于信号检测，其中差分脉冲伏安法因抗干扰能力强，更适合复杂基质样品检测。
有研究制备的电化学柔性传感器，采用柔性聚酰亚胺作为基底材料，可贴合不同形状的样品表面进行检测，通过 β-CD 与检测目标形成主客体包结物引起信号改变，检测限 0.05 μmol/L，成功应用于大米检测，在不同品牌大米样品中的加标回收率达 92%-105%还有研究通过添加氧化还原活性物质进行比率读数，减少环境因素对检测结果的影响，提高检测准确性，检测限 58.67 nmol/L通过纳米复合材料构建的双信号放大传感器，结合石墨烯与金纳米花的协同作用，线性范围 1 pmol/L～1 μmol/L，检测限 0.30 pmol/L基于三维多孔电极和 DNA 自组装策略的传感器，利用 DNA 纳米结构的精准组装能力，增加识别位点密度，检测限低至 71.2 fmol/L，比其他同类传感器灵敏度高 100 倍左右，在苹果、梨等水果检测中表现出良好适用性标记型电化学生物传感器使用荧光染料、酶、量子点等作为信号标签，通常通过竞争法检测农药残留，能实现更高灵敏度荧光染料标记的传感器可通过荧光强度变化反映农药残留浓度，量子点标记则因荧光稳定性好、发光强度高，进一步提升检测性能有团队开发的基于间接竞争免疫测定法的电化学传感器，以辣根过氧化物酶作为标记物，通过酶催化反应放大信号，响应范围更广、检测限更低，为 24 pmol/L，在黄瓜、番茄等蔬菜样品检测中，无需复杂前处理即可直接使用。
该团队后续在电极上引入金纳米颗粒，利用金纳米颗粒的高比表面积增加抗体固定量，将特异性抗体固定其上，通过直接竞争反应检测，避免了二抗使用，缩短反应时间至 25 分钟，降低成本约 30%，成功应用于水和西瓜样本检测，检测限 22 pmol/L还有研究采用氨基功能化金属有机框架对电极进行改性，该框架具有较大比表面积，含有大量金属离子，可增强电子传递效率，将抗原固定后，抗体与磁珠偶联形成捕获探针，通过竞争反应实现检测，在菠菜样品中的检测结果与高效液相色谱法的相关性达 0.98 以上真菌毒素污染构成的食品安全威胁需要更精准的检测手段支撑除玉米赤霉烯酮外，赭曲霉素 A、黄曲霉素 B1 也是常见高毒性真菌毒素，赭曲霉素 A 主要污染谷物、坚果等，具有肾毒性和致癌性；黄曲霉素 B1 则在花生、玉米中检出率较高，是已知毒性最强的真菌毒素之一，对肝脏具有强烈损伤作用传统检测方法如高效液相色谱、液相色谱 - 质谱联用等成本高、操作复杂且耗时长，一次检测成本通常超过 200 元，检测周期需 4-6 小时；免疫分析方法则受限于抗体制备成本和假阳性问题，抗体制备周期长达数月，且易受样品中蛋白质成分干扰基于适配体识别的生物传感技术凭借高灵敏度、快速响应及操作简便性成为研究焦点，但现有方法多依赖单一信号，易受干扰影响准确性。
针对黄曲霉素 B1，有科研团队开发基于金纳米簇的荧光适配体传感器，金纳米簇具有良好生物相容性和荧光特性，将适配体修饰在金纳米簇表面，当黄曲霉素 B1 存在时，适配体与目标分子结合导致金纳米簇聚集，荧光强度降低，该传感器线性范围 0.01-10 ng/mL，检测限 0.005 ng/mL，在花生样品中的加标回收率达 95%-102%针对赭曲霉素 A，基于表面增强拉曼的适配体传感器表现突出，利用银纳米星作为增强基底，适配体与赭曲霉素 A 特异性结合后，拉曼信号强度发生变化，检测限低至 0.02 ng/mL，在小麦样品检测中能有效排除其他真菌毒素的交叉反应有科研团队创新性构建了基于 NH2-UiO-66@MB 复合材料的双模适配体传感器，用于玉米赤霉烯酮的灵敏快速检测研究人员合成 NH2-UiO-66 纳米材料，将甲基蓝封装于孔道中增强荧光强度，通过 Zr-O-P 键和库仑力将适配体共价连接至材料表面，构建具有 “门控效应” 的传感平台当玉米赤霉烯酮存在时，适配体与其结合导致构象变化，释放孔道中的甲基蓝，引起荧光强度和吸光度同步下降，实现双模信号输出该传感器在优化条件下荧光模式线性范围 0.125-200 ng/mL，检测限 0.03 ng/mL；比色模式线性范围 2.5-300 ng/mL，检测限 1.16 ng/mL，且具有良好特异性和重现性。
在玉米粉和玉米油样品中的加标回收实验，回收率达 97.43%-103.71%，为真菌毒素检测提供了新方法新型数字核酸传感技术正在重构食源性致病菌的检测模式华中农业大学研究团队开发的 d-MAGIC 新型数字核酸传感器，无需 DNA 扩增即可实现对三种常见食源性致病菌的高灵敏、多重快速检测，最快 30 分钟出结果，这项成果刊登在《Nature Food》期刊该技术核心是来自丁酸梭菌的 Argonaute 蛋白，具备独特 “双步切割能力”，通过两段特异 DNA 引导精准识别目标细菌 DNA，激活荧光信号实现高灵敏度检测，这种蛋白对温度变化不敏感，在 15-40℃范围内均能保持稳定活性，适合不同环境下的检测操作研究团队将其与特制磁珠编码系统结合，每种磁珠标记不同荧光信号对应特定致病菌，通过 “荧光 + AI” 图像识别方式，同步检测沙门氏菌、金黄色葡萄球菌与单核李斯特菌，最低检出限仅 6 CFU/mL，媲美甚至超越 qPCR 等传统方法配套开发的 Panda AI 图像识别平台，可自动解码并计数荧光编码磁珠，实现数字化精准计量，避免传统人工分析与图像处理软件的不稳定性，分析时间从人工处理的 30 分钟缩短至 2 分钟，提升检测效率与准确性。
在 100 份真实食品样本检测中，涵盖生鲜肉类、乳制品、水产品等多个类别，16 例沙门氏菌阳性，9 例金黄色葡萄球菌阳性，12 例单核李斯特菌阳性，结果与 qPCR 高度一致，相关性系数超过 0.93，验证了其在复杂样本中的稳定性与实用性与依赖扩增反应或微流控芯片的检测系统不同，该平台摆脱繁琐扩增步骤与昂贵设备依赖，具备即用型反应体系、常温操作、无需微流控等特点，反应试剂可常温保存 6 个月以上，有转化为便携终端的潜力，目前已完成原型机开发，重量约 500 克，适合现场检测使用多技术融合正在解决单一传感技术的应用局限除 CRISPR/Cas 系统与 RAA 技术的结合外，生物传感与物联网技术的融合也取得进展，开发的智能传感节点可实时采集检测数据，通过无线传输模块将数据发送至云端平台，监管人员可远程查看检测结果，实现食品安全检测的实时化与网络化某地区在农产品批发市场试点应用该系统，将传感器集成于检测终端，对进场蔬菜进行快速筛查，检测数据实时上传至监管平台，发现阳性样品可立即追溯来源，有效提升监管效率CRISPR/Cas 系统凭借精准基因识别能力，结合 RAA 技术后，可在 55 分钟内完成检测，无需精密设备且灵敏度超传统方法，在基层实验室和现场检测中应用广泛。
微流控生物传感器实现多维度突破，通过微型化芯片集成样品预处理、反应、检测等步骤，减少试剂用量和样品消耗，某款微流控芯片传感器仅需 10 μL 样品即可完成检测，试剂用量较传统方法减少 80%化学发光传感器无需 PCR 即可检测 130 CFU/mL，便携式产品 2.5 小时内检出限达 10 CFU/mL，还有传感器能同时检测多种致病菌，30-40 分钟内检出限低至 3 cells/mL生物传感与纸基芯片的结合则降低了检测成本，纸基传感器以滤纸为基底材料，成本仅为传统传感器的 1/10，且重量轻、易携带，适合资源有限地区使用这些融合技术既保留了生物传感的核心优势，又通过技术互补弥补了单一方法的缺陷，比如 CRISPR 的精准识别结合生物传感的信号转换，让检测既准确又快速，微流控技术则实现了样本处理与检测的集成化食品样本的复杂基质对传感技术的实用性提出考验无论是生鲜肉类中的蛋白质、油脂，还是谷物中的淀粉、膳食纤维，都可能干扰传感信号，影响检测准确性，部分样品中的色素还可能吸收荧光信号，导致检测结果偏差电信号生物传感器易受基质干扰，环境适应性待提升，在高盐样品如腌制品检测中，盐分会影响电极表面电子传递，导致检测误差增大；光信号传感。