组成图示
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传感器类型
其他（干涉局域表面等离子共振 iLSPR 生物传感器）
检测对象
亲和素（avidin）；样品基质：PBS 缓冲液/微流控样品流
检测原理
该传感器利用金纳米颗粒的局域表面等离子共振（LSPR）与 SiO2/Si 多层膜形成的 Fabry-Perot 干涉耦合。金纳米颗粒层固定在 SiO2/Si 基底上，周围介质或表面结合分子改变局部折射率时，LSPR 宽带发生移动，并与干涉条纹相位匹配条件耦合，使反射光谱中 LSPR 附近暗带的相对反射率 RR=I1/I2 发生明显变化。定义 ΔRR=处理后 RR-处理前 RR 作为信号。金表面经氨基烷硫醇和生物素功能化后，亲和素与生物素特异性结合，使界面折射率增加，ΔRR 随亲和素浓度升高而增大。微流控芯片使样品连续流过传感面，UV-vis 反射光谱实时读出结合过程，实现无标记检测。
检测灵敏度
原文未报告 LOD、线性范围、灵敏度斜率或相关系数；仅报告不同亲和素浓度下平均 ΔRR：0 μg/mL=0.0025，1 μg/mL=0.008，10 μg/mL=0.031，100 μg/mL=0.044。
效应效果
该传感器在 PBS 中经 BSA 封闭后，非特异吸附引起的 ΔRR 仅 0.006，表明封闭有效；无亲和素缓冲液仅有轻微 ΔRR，主要来自物理吸附而非特异结合。亲和素结合信号随浓度增加，0、1、10、100 μg/mL 的平均 ΔRR 分别为 0.0025、0.008、0.031、0.044，每个浓度重复三次，但原文未报告 RSD、LOD、线性范围、回收率或与 ELISA/qPCR 等方法的定量对比。10 μg/mL 亲和素约 15 min 达到渐近平衡，显示实时监测能力。作者认为该 iLSPR 结构将宽 LSPR 带移动转化为较大反射率变化，并因 Fabry-Perot 多次光相互作用增强信号，具有开发微流控无标记生物传感器用于抗原抗体、DNA 杂交等应用的潜力。
传感器的构成
- 基底/换能器：SiO2/Si 多层光子薄膜，SiO2 层约500 nm，Si 基底，形成 Fabry-Perot 干涉腔并提供反射光谱条纹
- 硅烷化修饰层：3-氨基丙基三甲氧基硅烷（APTES）处理 SiO2 表面，引入氨基以固定金纳米颗粒
- 等离子体纳米层：50 nm 金纳米颗粒（Au NPs）单层，体积分数约21.4%，产生 LSPR 并与干涉耦合，作为传感界面
- 识别/功能化层：11-氨基-1-十一烷硫醇盐酸盐自组装在金表面，提供氨基反应位点
- 生物素固定层：磺基琥珀酰亚胺 1-D-生物素与氨基反应，将生物素共价固定于表面
- 封闭剂：PBS 中 10 μg/mL 牛血清白蛋白（BSA），抑制非特异吸附
- 微流控通道：PDMS 微流控芯片，通道 200 μm 宽、300 μm 高、20 mm 长，腔直径 2 mm、高 300 μm，用于样品流动
- 光学读出：UV-vis 分光光度计与光纤探头测量 400–900 nm 反射光谱，计算 RR 和 ΔRR
中文摘要
本文报道了一种基于等离子体金纳米颗粒与二氧化硅/硅（SiO2/Si）光子薄层多层结构的干涉局域表面等离子共振（iLSPR）纳米结构，并通过实验反射光谱和数值模拟对其光学传感特性进行分析。该结构将约50 nm厚的金纳米颗粒单层固定在约500 nm厚的SiO2/Si基底上，使金纳米颗粒的局域表面等离子共振与SiO2/Si界面形成的Fabry-Perot干涉条纹发生耦合。当周围介质折射率变化时，反射光谱中LSPR附近的暗带位置和对比度发生变化，可用相对反射率RR及其变化ΔRR表征。作者采用复杂Fresnel系数结合Maxwell-Garnett有效介质理论对反射光谱进行模拟，实验与模拟结果基本一致。该基底对不同折射率溶液表现出较高敏感性，并可通过烷硫醇在金表面自组装实现功能化。进一步将其集成到PDMS微流控芯片中，以11-氨基-1-十一烷硫醇、磺基琥珀酰亚胺生物素和亲和素构建生物素-亲和素模型，在PBS中实现无标记实时监测。结果表明，BSA封闭后非特异吸附较小，亲和素结合引起的ΔRR随浓度增加，显示该结构在微流控生物传感器中的潜力。
英文摘要
This paper presents the experimental and simulation analysis of an original nanostructure design constructed with plasmonic gold nanoparticles and photonic thin-film multilayers of silicon dioxide (500 nm in thickness) and silicon on a substrate. Our nanostructure substrate showed a high sensitivity for various refractive index RI solutions and a prominent capacity for functionalizing alkanethiol molecules on the gold surface and demonstrates great potential in the development of a microfluidic-based biosensor for monitoring biotin-avidin interactions in real-time.