一、引言

生物传感技术是一种将生物分子识别事件转化为可测量信号的检测方法，广泛应用于疾病诊断、个性化治疗、健康监测、食品安全等领域。随着纳米材料、微流控芯片与人工智能的发展，生物传感正朝着高灵敏度、快速响应、小型化方向演进。

二、生物传感的基本原理与分类

根据传感机制不同，生物传感主要包括：

酶基生物传感器：如血糖仪；

免疫传感器：基于抗原-抗体反应；

DNA传感器：用于病原体检测；

细胞传感器：基于活细胞响应；

光学生物传感器：如表面等离子共振（SPR）、荧光传感器；

电化学生物传感器：用于微量生物标志物检测。

三、核心技术与系统构成

1. 微纳加工芯片

集成微流控通道与生物识别元件，实现样本预处理与检测一体化。

2. 磁珠捕获与信号放大系统

用于富集低浓度目标分子并增强检测信号。

3. 荧光标记与读出系统

结合荧光染料与光学检测模块，实现高灵敏度检测。

四、典型应用场景

1. 心血管疾病标志物检测

如肌钙蛋白、C反应蛋白等，用于急性心脏病早期预警。

2. 传染病快速检测

新冠抗原、HIV抗体、乙肝病毒等检测，依赖生物传感技术实现POCT（即时检测）。

3. 癌症早筛与个性化治疗

通过循环肿瘤DNA（ctDNA）检测，指导靶向治疗方案选择。

五、挑战与未来发展趋势

当前面临的问题包括：

交叉干扰导致检测特异性下降；

长期稳定性与重复性不佳；

小型化与批量制造成本高。

未来发展方向包括：

石墨烯、量子点等新型传感材料开发；

柔性可穿戴生物传感器；

AI驱动的数据分析与模式识别；

一次性低成本检测芯片推广；

多参数融合检测系统建设。