食品中の重金属イオン検出のための革新的なバイオセンサーベースのデバイスの最近の進歩と傾向

低コスト、信頼性、効率的なバイオセンサーは、食品の残留重金属イオン（HMI）を検出する上で重要です。現在、距離誘発性局所的な表面ナノ粒子の局所的な表面共鳴、ナノザイムの酵素模倣反応、および金属キレート剤のキレート化反応に基づいて、構築された光学センサーはHMIS検出で幅広い注目を集めています。さらに、HMIS上のナノ材料の濃縮と信号増幅戦略と電気化学アプタマーセンシングプラットフォームの構築に基づいて、開発された電気化学バイオセンサーは、低感度、選択性の低さ、光学戦略における多重化された検出の疫病を克服しました。さらに、これらのさまざまな種類のバイオセンサーの詳細な議論とともに、これらのセンシング原則に基づいた革新的なデバイスの設計とアプリケーションの詳細な概要が提供されました。最後に、商業アプリケーションを妨げる課題も言及されています。全体として、このレビューは、HMIの正確で信頼できるセンシング技術とデバイスを開発するための理論的基盤を確立し、それによって食品中のHMIの検出におけるバイオセンサーの広範な適用を促進することを目的としています。

Low-cost, reliable, and efficient biosensors are crucial in detecting residual heavy metal ions (HMIs) in food products. At present, based on distance-induced localized surface plasmon resonance of noble metal nanoparticles, enzyme-mimetic reaction of nanozymes, and chelation reaction of metal chelators, the constructed optical sensors have attracted wide attention in HMIs detection. Besides, based on the enrichment and signal amplification strategy of nanomaterials on HMIs and the construction of electrochemical aptamer sensing platforms, the developed electrochemical biosensors have overcome the plague of low sensitivity, poor selectivity, and the inability of multiplexed detection in the optical strategy. Moreover, along with an in-depth discussion of these different types of biosensors, a detailed overview of the design and application of innovative devices based on these sensing principles was provided, including microfluidic systems, hydrogel-based platforms, and test strip technologies. Finally, the challenges that hinder commercial application have also been mentioned. Overall, this review aims to establish a theoretical foundation for developing accurate and reliable sensing technologies and devices for HMIs, thereby promoting the widespread application of biosensors in the detection of HMIs in food.