组成图示
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传感器类型
表面等离子共振(SPR)生物传感器
检测对象
体折射率（bulk refractive index，以NaCl水溶液浓度表征）；样品基质：去离子水、NaCl水溶液
检测原理
TM偏振光在硅膜平板波导中传播，到达嵌入的金层时，在金层上下界面分别激发两个解耦的表面等离子模式。由于上下介质不对称，两模式相位速度分别由上下介质折射率决定；当样品（去离子水或NaCl水溶液）流过金层上方时，NaCl浓度升高使介质折射率增大，上表面等离子模式相位改变，两模式在输出波导端发生干涉，使透射光谱出现极小值。折射率增大导致极小值波长蓝移，通过可调谐激光/光谱探测极小值位置即可换算折射率变化。该机制为无标记体折射率传感，信号放大来自表面等离子强倏逝场和干涉相位变化，未使用酶、HCR、RCA或CRISPR-Cas等生物放大策略。
检测灵敏度
LOD/DL: H2O 1.027×10−3 RIU；2 m.% NaCl 1.433×10−3 RIU；4 m.% NaCl 1.213×10−3 RIU；6 m.% NaCl 2.965×10−3 RIU；8 m.% NaCl 2.096×10−3 RIU；灵敏度: 435.454±0.485 nm/RIU；Monte Carlo: 435.541±72.543 nm/RIU；理论灵敏度: 392 nm/RIU；摘要报告: 315.145 nm/RIU
效应效果
实验以去离子水和2、4、6、8 m.% NaCl水溶液验证体折射率传感，光谱极小值随样品折射率增加发生蓝移，与理论预测一致。多次间隔10 min测量得到标准差误差棒，表明稳态响应。测得灵敏度为435.454±0.485 nm/RIU，Monte Carlo估计为435.541±72.543 nm/RIU，理论值为392 nm/RIU；检测限约1.027×10−3至2.965×10−3 RIU。论文未报告选择性、RSD、实际样品回收率或与ELISA/HPLC/qPCR的对比。作者将偏差归因于金层边界散射、表面粗糙、偏振耦合及偏振光学性能，并认为该器件是迈向无标记生物传感的第一步，具有小型化、集成和低成本应用潜力。
传感器的构成
- 基底/换能器：硅衬底（Si substrate）与2 μm高密度等离子体二氧化硅（SiO2）层，提供波导支撑与绝缘
- 波导层：220 nm非晶硅（a-Si）平板波导，引导TM偏振光并激发表面等离子模式
- 金属层：37 nm金（Au）层，位于a-Si波导上，在上下界面激发解耦表面等离子模式，作为传感界面
- 流体池：流动池（flow cell），使去离子水或NaCl溶液流过传感区，避免蒸发
- 光路/读出：透镜光纤、可调谐激光器（5 mW）、偏振器与功率探测器，实现光谱干涉读出
中文摘要
本文报道了将表面等离子干涉仪用作生物传感器的实验证据。该器件在硅波导中嵌入一层金膜，TM偏振光传播至金膜时，在金膜上下界面分别激发两个解耦的表面等离子模式；由于上下介质不对称，两模式相位速度分别由上下介质折射率决定，样品折射率变化会改变两模式相位差，并在输出端引起透射光谱极小值波长移动。作者通过流动去离子水和不同浓度氯化钠水溶液验证了体折射率传感能力，光谱探测灵敏度为315.145 nm/RIU，正文测得灵敏度为435.454±0.485 nm/RIU，检测限约10^-3 RIU。结果表明该器件具有无标记、实时监测溶液及表面结合事件的潜力。
英文摘要
Experimental evidence supporting the use of a surface-plasmon interferometer as a biosensor is presented. The device is shown to be capable of bulk refractive index sensing (bulk refractometry) and has a spectral interrogation sensitivity of 315.145 nm/refractive index unit.