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1. 生物传感器
生物传感器的原理定义：“生物传感器是一种独立的集成装置，能够利用与传感器元件直接空间接触的生物识别元件（生化受体）提供特定的定量或半定量分析信息”。
换言之，生物传感器是一种将生物反应转化为可测量信号的分析装置。
生物传感器的主要组成部分包括：1）目标生物识别元件，用于识别样本中的目标；2)化学或物理传感器，将生物反应转换为可读信号；3)读取信号的读取器。
2. 微流控生物传感器
微流控生物传感器是一种新兴的生物传感器，它将样品传输、靶标捕获、试剂混合与分离、生化反应、检测（信号输出）等一系列功能集成到一个芯片系统中。
其基本原理是将生物传感检测方法纳入Microfluidic Chip平台，微流控芯片是典型微流控生物传感器的关键部件。
3. 微流控生物传感器应用于食源性病原菌检测
1) 电化学微流控生物传感器
a) 阻抗生物传感器
阻抗生物传感器的工作原理是在恒定偏压和交变扰动下测量电极界面的电化学阻抗变化。
例如，用于快速检测食品中的沙门氏菌，研究者开发了一种基于纳米磁珠链和PCB交错电极的实时阻抗监测技术，如图A所示。
这种生物传感器在1.8×103至1.8×106 CFU/mL的范围内表现出良好的线性响应，检测限为50 CFU/mL，总分析时间为60分钟。
为了进一步提高检测性能，开发了用于快速自动检测沙门氏菌的微流控平台，如图B所示。
该平台集成了连续流磁分离、酶阻抗放大和基于智能手机的数据分析等技术。
该传感器在1.5小时内能够定量检测1.3×102至1.3×106 CFU/mL范围内的沙门氏菌，检测限为53 CFU/mL。
b) 安培计量生物传感器
安培生物传感器也称为基于电流的生物传感器，是根据电化学氧化或还原反应产生和测量电流信号的新型设备。
图C是一种基于螺纹的微流体电化学诱导传感器，用于快速检测海产品中的副溶血性弧菌。
该传感器的动态检测范围为10至106 CFU/mL，检测限为5.74 CFU/mL。
与传统的平板计数法相比，这种传感器灵敏度更高，检测时间更短，并保持了较高的特异性和准确性。
2) 光学微流控生物传感器
a) 表面等离子体共振生物传感器
表面等离子体共振（SPR）生物传感器是一种光学设备，通过测量目标分析物与识别元件结合时传感器表面折射率的变化，实时检测分子间的相互作用。
图A是一种用于快速检测饮用水中的有害细菌的级联等离子体-液晶生物传感器。
实验表明，使用AuNR阵列可有效检测出10至105 CFU/mL的低浓度大肠杆菌，而使用NLC则可有效检测出106至109 CFU/mL的高浓度大肠杆菌。
b) 比色生物传感器
比色生物传感器是根据不同浓度分析物反应产生的颜色变化对分析物进行定性或定量分析的技术。
图B是一种基于手指驱动微流控芯片和金@铂钯（Au@PtPd）纳米催化剂，适合现场筛查食源性病原体的比色生物传感器。
该传感器对鼠伤寒沙门氏菌等目标细菌具有高度特异性，而对李斯特菌、副溶血性弧菌和大肠杆菌等非目标细菌的反应较低。
它能在25分钟内检测出浓度低至45 CFU/mL的沙门氏菌。
c) 表面增强拉曼散射（SERS）生物传感器
表面增强拉曼散射（SERS）生物传感器是一种利用纳米结构金属表面显著放大拉曼信号的装置，可实现超灵敏和特异性分子检测。
表面增强拉曼散射（SERS）技术以其高灵敏度、低检测限、多路复用能力和传感器设计潜力而著称，在生物分析和诊断领域大有可为。
例如，图C是一种基于SERS技术的微流控芯片，用于检测牛奶样本中的大肠杆菌，这种传感器可以检测浓度从10到10⁷ CFU/mL的大肠杆菌，总分析时间小于60分钟。
d) 荧光生物传感器
荧光生物传感器是通过生物大分子与荧光探针之间的相互作用产生荧光信号来检测目标分子的分析装置，具有高灵敏度和特异性，可用于实时监测。
图D是一种用于食源性细菌多重检测的集成微流控生物传感器（FID-MP），旨在对食源性病原体进行床旁检测（POCT）。
这种传感器可以检测八种食源性病原体，特异性达到100%，灵敏度与标准实时RPA反应相当。
整个过程在60分钟内完成，大大缩短了传统检测方法所需的时间。
3) 其他生物传感器
有研究提出了一种基于声流体技术的双模式生物传感器平台，能够同时进行免疫荧光和表面增强拉曼散射（SERS）检测（图A）。
结果表明，这种双模式传感器成功地在极低浓度（低至每微升几十个外泌体）下实时检测到外泌体等生物标记物。
另有研究人员开发了一种名为AEFB（空气交换增强荧光生物传感器）的新型传感器，设计用于快速、高灵敏地检测大肠杆菌（图B）。
结果表明，所提出的传感器在检测大肠杆菌方面具有高灵敏度、准确性、便携性和可重复性。
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