综述：提升食品安全：用于病原体检测的电化学生物传感器的系统综述——进展、局限性和实际挑战

这篇综述系统评估了电化学生物传感器（electrochemical biosensors）在食源性病原体检测中的性能，涵盖1998-2025年77项研究。尽管纳米材料电极（如MWCNTs、AuNPs）和信号放大技术显著提升了灵敏度（达1 CFU/mL），但仅1项研究验证了自然污染样本的实际应用。推荐优先解决标准化验证、物联网（IoT）整合及符合ISO/FAO标准的监管框架。

　　

引言

食源性疾病仍是全球健康威胁，传统检测方法如聚合酶链反应（PCR）和酶联免疫吸附试验（ELISA）虽可靠但耗时。电化学生物传感器凭借便携性和高灵敏度成为新兴解决方案，其通过电压、电流或阻抗变化检测病原体（如Escherichia coli），但实际应用面临样本验证不足的瓶颈。

电极创新

纳米材料是提升性能的核心。多壁碳纳米管（MWCNTs）和金纳米颗粒（AuNPs）通过增大表面积和导电性，将检测限降至1 CFU/mL。一项研究采用石墨烯-铂复合电极，对Salmonella的灵敏度达10^-15 M，但成本与稳定性仍是产业化障碍。

现实验证缺口

77项研究中，仅Wang等（2023）测试了自然污染的鸡肉样本，其余均依赖人工加标样本。牛奶和生菜等复杂基质会干扰信号，凸显实际食品环境验证的紧迫性。

未来方向

三大突破点亟待解决：

1. 自然样本库：建立涵盖不同食品类型（如海鲜、乳制品）的污染样本库；
2. 数字化整合：结合智能手机读数和AI算法实现实时分析；
3. 监管协同：推动与FDA和ISO 16140标准的性能对标。

结论

电化学生物传感器正处于实验室向产业转化的关键阶段。唯有通过跨学科协作（微生物学+材料科学+数据科学），才能实现从“高精尖仪器”到“农场到餐桌”监控工具的蜕变。