海洋生物毒素是有毒赤潮藻类产生的一类小分子化合物，可通过食物链在生物体内富集。随着社会现代化的快速发展，人类活动越发频繁，海洋环境污染严重，海洋生物毒素超标的海洋水产品较多，严重影响水产养殖业和进出口贸易，甚至危害人类健康，威胁公共安全。

▲ 赤潮藻类与人类食物链的关系

海洋生物毒素检测的标准方法包括生物学分析法和化学分析法，具有分析精准、结果可靠等优点，但在实际应用中存在伦理问题及操作复杂、仪器昂贵、成本高等难题，难以满足日益增长的海洋生物毒素检测需求。因此，研发简便、快速的现场检测技术以满足日益增长的海洋生物毒素检测需求迫在眉睫。

新兴的微纳传感技术为解决这一难题提供了新的途径。微纳传感技术集成了采集、处理、交换信息的功能，配合智能检测方法可以模拟天然感官功能，具有非破坏性、分析速度快、易检测、低成本、高灵敏度、高特异性和高重复性等特点，目前已广泛应用于临床诊断、生命分析、食品安全和环境保护等领域。发展小型、便携、操作简单的微纳传感器与检测系统，用于海洋生物毒素的现场快速检测，具有巨大的科研价值、应用价值和社会公益价值。

《基于微纳传感器的海洋生物毒素检测技术》（吴春生等著．北京：科学出版社，2025.1）详细介绍用于海洋生物毒素检测的微纳传感器，相较于传统的检测方法，微纳传感器具有集成度高、操作简便、现场快速检测等优势。此外，针对已有检测方法在小型便携性、实时监测或者多通道检测方面的不足，本书作者课题组针对性地开发出多种可以用于海洋生物毒素检测的微纳传感器。例如，针对实现海洋生物毒素现场检测这一难题，研制了基于纳米金放大和压电传感器的小型化便携系统，可以用于海洋生物毒素的现场检测，且具有实时监测的能力；针对需要标记的海洋生物毒素检测方法的不足和高灵敏度需求，基于石墨相氮化碳和电化学传感器，实现了海洋生物毒素的免标记高灵敏检测；针对海洋生物毒素检测方法难以实现多位点同时检测这一问题，开发了基于适配体和光寻址电位传感器的检测系统，初步实现了海洋生物毒素的多位点同时检测，为实现多毒素同时检测打下了坚实的基础。总之，本书介绍的微纳传感器为满足日益增长的海洋生物毒素检测需求提供了新的方法和技术，尤其是在食品安全、水产养殖和环境保护等领域，具有重要的研究价值和广阔的应用前景。

▲ g-C3N4 在微纳传感器中的应用

(a) APT-GCN 的制备及检测Cr2+的示意图(Wang et al.，2018)；(b) 多功能化g-C3N4 免疫传感器制备过程和检测示意图(Wu et al.，2016)；APT-GCN 为适配体-石墨相氮化碳；CA125 为糖类抗原125(carbohydrate antigen 125)

微纳传感器的发展也面临一些问题，如样品的前处理费时费力、设备小型化、智能化等。从科学研究的角度讲，未来综合应用生物技术、微流控和微纳传感等技术，建立具备便携式快速检测特性的微纳传感检测方法，打造新型海洋生物毒素检测和分析仪器平台，构建多维度、高通量的多模态传感系统，有望为克服当前生物毒素检测亟待解决的几个难题，如实现海洋生物毒素的现场快速检测、实现多种海洋生物毒素的同时检测等，提供重要的、可选择的解决方案。

未来进一步发展能够实际应用的海洋生物毒素现场快速检测传感器及仪器，不仅具有重要的科学研究意义，而且具有广阔的产业应用前景。

本文摘编自《基于微纳传感器的海洋生物毒素检测技术》（吴春生等著．北京：科学出版社，2025.1）一书“前言”，有删减修改，标题为编者所加。

ISBN 978-7-03-077855-0

祝 洁，18628452164

汤宇晨：15667011271

海洋生物毒素是有毒赤潮藻类产生的一类小分子化合物，可通过食物链在生物体内富集，对人类健康和环境安全造成很大威胁。本书是作者课题组十五年来研究成果的总结，介绍微纳传感技术在海洋生物毒素检测中的应用；阐述不同类型微纳传感器的检测机理、开发过程、主要性能指标，比较和分析优缺点，探讨重要应用场景的最优方案；最后，对其发展趋势和潜在的应用前景进行展望。本书相关内容可为微纳传感器的研发及应用提供理论与技术支撑。

本书可供海洋生物毒素、生物传感技术、食品安全、环境保护、微纳传感器研发等领域的高等院校师生、科研工作者、工程技术人员阅读和参考。

（本文编辑：刘四旦）

一起阅读科学!

科学出版社│微信ID：sciencepress-cspm

专业品质 学术价值

原创好读 科学品味

科学出版社视频号

硬核有料 视听科学