北航新闻网1月15日电（通讯员 杨贤达）近日，国际权威学术期刊《Advanced Science》在线发表了北航生物与医学工程学院常凌乾、董再再，香港城市大学焦艳丽（共同通讯作者）合作完成的研究论文《Nanozymes Integrated Biochips Toward Smart Detection System》。该文章从“材料与催化机制—智能化生物芯片—多场景应用”的完整链路出发，对纳米酶与生物芯片的集成范式、信号转换机制以及AI参与的智能化处理路径进行了梳理，并系统总结了纳米酶与生物芯片集成系统的最新研究进展。论文第一作者为北京航空航天大学生物与医学工程学院博士后陈冬雨以及博士研究生郑旺、张志辉、于沈平。

在疾病诊断、食品安全与环境监测等应用场景中，检测系统需要在复杂基质干扰、样本量受限与现场操作条件不稳定等条件下，实现可复现的信号放大、稳定读出与定量判读。纳米酶可通过催化反应实现信号放大与多类型信号转换，生物芯片平台为微量样本处理、多通道集成与便携化读出提供器件载体。随着检测任务从单指标走向多指标、从终点读数走向连续监测，信号形态与数据维度进一步增加，经验阈值与人工判读在一致性、可迁移性与实时性方面存在约束。

基于以上问题，本文围绕纳米酶催化放大、生物芯片信号呈现与AI信号处理三条主线，总结纳米酶—生物芯片系统用于智能检测的研究进展，并讨论面向应用落地的关键约束与后续方向（图1）。

图1.纳米酶-生物芯片系统及其在疾病诊断、食品检测与环境监测中的代表性应用概览。

该综述系统梳理了纳米酶的种类与催化机制（包括氧化还原酶类、水解酶类以及其他新型催化活性的纳米酶），详细介绍了其在电化学、比色、荧光、化学发光等多种生物芯片平台上的集成策略与应用案例，并通过时间轴的方式概括了该领域从“材料驱动的单一反应体系”走向“芯片集成与智能平台化”的演进脉络（图2）。

图2.纳米酶-生物芯片研究与系统演进时间轴：从单一体系走向AI集成的智能生物传感平台。

尤为重要的是，论文具体展示了纳米酶-生物芯片系统在糖尿病、心血管疾病、肿瘤等疾病的早期诊断（图3），食品中病原体、真菌毒素、农药残留的快速筛查（图4），以及环境中重金属离子、酚类污染物和毒素的高灵敏监测（图5）等方面的成功应用。基于上述案例集合，文章进一步归纳“检测对象—芯片形态—读出通道—数据处理/智能判读”之间的常见组合路径，并指出面向实际应用仍需重点解决的共性问题，包括复杂样本抗干扰、长期稳定性与批次一致性、以及端侧推断的泛化与部署约束。

图3.面向疾病诊断的纳米酶-生物芯片系统示例。

图4.面向食品检测的纳米酶-生物芯片系统示例。

图5.面向环境监测的纳米酶-生物芯片系统示例。

研究表明，未来通过“材料—器件—算法”协同优化，纳米酶-生物芯片与AI的耦合有望逐步形成面向现场与临床场景的可部署检测系统形态，包括便携读出、连续监测与联网管理等能力。

文章链接：https://doi.org/10.1002/advs.202519136

（审核：李德玉）

编辑：贾爱平