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用于现场样本中高致病性病毒直接检测的全封装便携式薄膜生物传感器
摘要： 薄膜晶体管（TFT）是一种极具前景的生物传感器系统，具有高灵敏度、无需标记检测和快速响应等优点。然而，尽管TFT传感器具备这些优势特性，其缺点仍阻碍了该技术在临床领域的应用。TFT易受光照、噪声、振动影响且使用场景受限，这显著制约了它作为实用生物传感器的现场检测潜力。本研究开发了一种全封装便携式TFT电化学生物传感器芯片，在缩小实验室设备体积实现便携性的同时，通过保护半导体传感器实现多次安全使用。此外，这种微型探针站式的安全环境既消除了前述缺陷，又能有效连接TFT生物传感器与便携分析仪。我们将该生物传感器应用于生物安全三级（BSL-3）实验室，对高致病性禽流感病毒（HPAIV）样本进行检测。该病毒在宿主体内快速增殖，因此早期检测对遏制致命疾病向其他区域传播至关重要。但现有现场检测方法灵敏度较低（10??10? EID??/mL），由于病毒早期浓度低而难以检出。通过将本设备的样本测量结果与逆转录PCR获得的病毒浓度数据（病毒范围：100?10? EID??/mL）对比，我们发现电压信号升高与病毒浓度增加呈正相关。
关键词： 禽流感病毒、无标记检测、便携式生物传感器、芯片传感器、快速检测
更新于2025-09-23 15:23:52
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利用微波合成的银纳米基底进行表面增强拉曼散射（SERS）快速检测食源性病原体
摘要： 目前已开发出快速、灵敏的食源性致病菌检测方法，这对食品安全至关重要。本研究旨在探索利用银纳米基底的表面增强拉曼散射（SERS）技术来检测和鉴定以下三种食源性致病菌：大肠杆菌O157:H7、金黄色葡萄球菌和沙门氏菌。将所有菌株用10 mL银胶体纳米颗粒重悬，使其浓度达到10^7 CFU/mL，随后接受785 nm激光激发。研究结果表明，所有细菌均可通过SERS实现灵敏且可重复的直接检测。三种食源性致病菌的SERS光谱数据呈现显著差异，且银胶体纳米颗?？勺魑吡槊舳鹊腟ERS活性基底。此外，该检测仅需几分钟操作时间，证明SERS联合银胶体纳米颗粒是检测与表征食源性致病菌的有效方法。同时，主成分分析（PCA）和层次聚类分析（HCA）通过条形码式光谱数据降维使不同菌株得到明确区分。因此，SERS技术不仅对食源性致病菌的检测与鉴定具有重要应用价值，在食品安全领域同样前景广阔。
关键词： 银纳米颗粒，快速检测，食品安全，表面增强拉曼散射，食源性病原体，生物分析
更新于2025-09-23 15:22:29
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《可持续世界的环境化学》环境应用纳米传感器 第43卷 || 农药现场检测用光学传感器试纸条的开发
摘要： 一次性或即时检测传感器是低成本、快速检测包括农药在内的分析物的有前景工具。它们在农药污染食品、农产品及水质监测中具有重要应用。本章重点阐述食品中农药残留鉴定的意义与重要性，概述最常用的分析技术，并最终讨论其优势与局限性?；谝淮涡允灾降纳锎衅骶哂泄逃杏攀朴氩糠植蛔?，但其成本效益与便携性使其成为多种农药即时检测（POC）的潜在选择。借助简易肉眼判读与便携式读数检测器开发坚固、低成本、可靠且灵敏的传感器，是该传感器技术领域的主要驱动力。通过采用新型特异性识别元件及更优信号生成颗?；蛳低?，可克服现存局限。将这些设备与读卡器或智能手机集成，能提升用户友好性并提供更精确的定量信息。
关键词： 有机磷化合物、农药、免疫分析法、适配体、生物传感器、免疫层析检测、即时检测、抗体、快速检测、纳米传感器、气相色谱法
更新于2025-09-23 15:21:01
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多维荧光光谱结合化学计量学用于抗生素的快速检测与鉴别
摘要： 动物源性食品中的抗生素残留会危害人类健康，包括化学中毒和抗菌素耐药性，因此对整个食品供应链进行持续监测至关重要。本研究测试了多维荧光光谱技术（三维和二维）结合化学计量学工具，通过直接测量法检测、鉴别和定量牛奶中青霉素G（PG）、磺胺嘧啶（SF）和四环素（TC）的潜在应用。建立了用于预测抗生素残留的定性和定量校准模型。结果表明，基于抗生素类型和浓度对牛奶样品进行鉴别的准确率接近100%?？股嘏ǘ扔胗夥甯叱矢合喙兀╮≥0.963，p≤0.002）。该技术展现出良好的抗生素定量潜力，R2>0.9且估计标准误差较低，表明所开发方法具有可接受的精确度。荧光光谱技术显示出高特异性和灵敏度，其检测限低于牛奶中PG、SF和TC的最大残留限量。因此，荧光光谱技术可作为在收奶站和加工厂快速筛查牛奶抗生素残留的替代方法，以确保产品质量和安全。
关键词： 快速检测、抗生素、鉴别、荧光光谱法、牛奶
更新于2025-09-23 15:19:57
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利用高光谱显微镜成像结合深度学习框架对食源性病原体进行单细胞分类
摘要： 提出了一种基于混合深度学习（DL）框架"融合网络（Fusion-Net）"的高通量高光谱显微成像（HMI）技术，用于单细胞水平的食源性细菌快速分类。HMI技术能提供高分辨率的空间、光谱及空间-光谱联合特征，适用于单细胞表征分析，但直接处理这些高维数据具有挑战性。本研究将HMI数据分解为形态特征、强度图像和光谱特征三部分，分别采用长短期记忆网络（LSTM）、深度残差网络（ResNet）和一维卷积神经网络（1D-CNN）等先进DL框架，获得92.2%、93.8%和96.2%的分类准确率。通过融合策略将这些独立DL框架堆叠构建"Fusion-Net"，实现对多特征的同步处理，分类准确率提升至98.4%。研究表明DL框架能有效辅助HMI技术进行单细胞分类，可作为食源性病原体快速检测的诊断工具。
关键词： 机器学习、高光谱显微镜、数据融合、快速检测、食源性病原体
更新于2025-09-23 15:19:57
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利用金纳米粒子和量子点信号放大的牛布鲁氏菌病血清学诊断免疫层析系统
摘要： 本文描述了一种利用两种标记物（金纳米颗粒GNPs和量子点QDs）开发的牛布鲁氏菌病快速血清学诊断免疫层析检测系统。我们将该检测系统与仅使用单一标记物的免疫层析血清学诊断系统进行了对比。通过在具有低但具有诊断意义的特异性抗体滴度的牛血清样本上验证该检测系统，结果表明：当使用两种结合物时，可检测信号的强度比使用QD结合物的检测系统增强了2-3倍，比使用GNP结合物的系统增强了9倍以上。
关键词： 信号增强、牛病、快速检测、侧向流动检测、功能化纳米颗粒、兽医诊断
更新于2025-09-23 15:19:57
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基于发光量子点微球作为信号探针的三聚氰胺免疫层析检测方法
摘要： 为筛查和检测有害物质三聚氰胺（MEL），本研究开发了基于量子点微球的免疫层析分析法（QB-ICA）。经优化后，在0.06至0.28 ng mL?1线性范围内进行校准，检测限（LOD）达0.04 ng mL?1。该LOD值比使用胶体金纳米颗粒的ICA方法（LOD=1.4 ng mL?1）低35倍，比基于量子点的方法（LOD=1.6 ng mL?1）低40倍。采用本QB-ICA策略检测加标纯牛奶中的MEL时，经预处理的样品LOD（0.19 ng mL?1）较未处理样品（3.5 ng mL?1）降低18.4倍。验证表明该QB-ICA系统具有良好性能与实用性，其检测效果与传统酶联免疫吸附法（ELISA）相当但适用性更强。凭借高灵敏度与实用性，该QB-ICA策略有望成为快速、灵敏、定量现场检测有害物质的优选方案，助力食品安全监测。
关键词： 三聚氰胺、基于量子点微珠的免疫层析检测法、灵敏度、快速检测、食品安全
更新于2025-09-23 15:19:57
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利用表面增强拉曼光谱快速检测稻田水中的农药残留
摘要： 稻田水中的农药残留是影响稻米质量和安全的主要因素之一，但通过早期检测可有效预防和减少这种残留的负面影响。本研究采用化学计量学方法与表面增强拉曼光谱（SERS）技术，开发了针对稻田水中地虫硫磷、亚胺硫磷和氟啶虫胺腈的快速检测方法。直接利用稻田水样品提取残留物进行SERS检测，通过主要特征峰的出现可分别检测出0.5毫克/升地虫硫磷、0.25毫克/升亚胺硫磷和1毫克/升氟啶虫胺腈。随后结合SERS光谱，运用化学计量学方法建立了农药智能分析模型?；贙近邻算法的分类模型实现了100%的样品识别准确率；定量分析中，偏最小二乘回归模型对地虫硫磷和氟啶虫胺腈的预测性能最佳，支持向量机模型对亚胺硫磷的验证均方根误差为0.207，验证决定系数达0.99952。实际污染样品实验同样表明上述模型能高精度预测农药残留值。总体而言，SERS结合化学计量学方法为稻田水农药残留检测提供了简便高效的解决方案。
关键词： 稻田水、表面增强拉曼散射、农药、快速检测
更新于2025-09-23 01:45:48
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一种用于无气泡液芯波导增强拉曼光谱的新型3D打印负压小采样系统
摘要： 液芯波导（LCW）作为拉曼光谱中一种有效的光纤增强技术，具有光程长、样品量小的特点而广为人知。然而，液芯波导管中不可避免引入的气泡会导致光散射、折射和反射，从而进一步阻碍定量分析。本研究首次利用基于液芯波导管透气性原理的新型负压系统结合3D打印技术，以消除气泡干扰来增强拉曼光谱检测。经优化后，将特氟龙-AF材质的液芯波导管插入3D打印制成的带内通道D形支架形成密封空间，再通过计算机控制的隔膜泵和电磁阀降低管外气压形成负压。在可调负压条件下，不仅能自动将液体样品引入液芯波导管，还能通过管壁简单彻底地去除气泡。实际样品检测中，该装置作为拉曼光谱仪的小型采样系统用于溶液中的罗丹明B和乙醇测定，其分析灵敏度最高可达传统比色皿的82倍（乙醇）。检测限分别为0.7 μg/mL（罗丹明B）和0.03%（v:v）（乙醇），仅需250 μL样品量；在2-25 μg/mL（罗丹明B）和0.1%-5%（乙醇）范围内线性相关系数（r）分别达0.998和0.999。值得注意的是，日内稳定性和7天重现性均控制在7%以内，显著优于既往增强拉曼技术。此外，3D打印使液芯波导检测系统更集成化且易于组装。该方法除具备有效物理增强、低样品消耗和长光程优势外，还展现出稳定性、灵敏度和快速检测等特性。鉴于液芯波导管的灵活性，该负压LCW系统作为通用?？榛箍墒逝渥贤狻⒂獾绕渌觳馄鳎瓜殖隽己玫目焖偌觳庖瞧饔τ们熬?。
关键词： 无气泡、液芯波导、3D打印、微采样、增强拉曼光谱、快速检测、负压
更新于2025-09-19 17:13:59
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基于量子点微珠的荧光侧向流动免疫分析法同时检测三种霉菌毒素（黄曲霉毒素B1、玉米赤霉烯酮和脱氧雪腐镰刀菌烯醇）
摘要： 本文描述了一种荧光侧向流动免疫分析法（LFA），可同步检测黄曲霉毒素B1（AFB1）、玉米赤霉烯酮（ZEN）和脱氧雪腐镰刀菌烯醇（DON）三种霉菌毒素。该方法基于平均粒径106纳米的CdSe/SiO2量子点微珠（QBs），其强红色荧光特性（激发/发射峰值为365/622纳米）显著提升了检测灵敏度。将结合单克隆抗体（mAbs）作为信号探针的QBs分别与AFB1、ZEN和DON特异性结合，测试线荧光信号强度与待测物含量呈负相关，可在15分钟内实现定量分析。溶液中AFB1、ZEN和DON的检出限分别为10、80和500 pg/mL。加标饲料样品的平均回收率为85.5%-119.0%，日内及日间相对标准偏差均小于16.4%。该方法用于自然污染饲料分析时，结果与LC-MS/MS检测数据高度吻合。
关键词： 快速检测、液相色谱-串联质谱法、食品安全、多重分析、免疫层析试纸条、定量分析、谷物样品、抗体、饲料
更新于2025-09-12 10:27:22