本文提出一种用于血管内包涵体生物传感的严格散射积分方程方法。将平面硅光纤或二氧化硅介质波导置于血液等液体环境中，其支持的基本导模在波导外形成倏逝场；当近场存在介电常数与背景略有差异的圆柱形血管内包涵体时，倏逝场被散射并产生可检测的电磁扰动。作者基于Born近似和Green函数半解析求解散射场，考察不同包涵体半径、距离和介电对比对横向...
本文提出一种结合三种增强策略的长周期光纤光栅（LPFG）生物传感器，用于提高其在生物传感常用折射率（约1.333）附近的灵敏度。三种策略分别为：使包层模工作在模态转变（MT）附近、工作在转折点（TAP）附近，以及通过化学刻蚀减小包层直径以增强倏逝场。作者首先通过理论仿真优化光栅周期、刻蚀后光纤直径和聚合物覆盖层厚度，使LP0,7包层...
在体液中实现目标信号的高灵敏、抗干扰检测是生物传感的关键任务。克服抗体/适配体修饰复杂且成本高的问题，基于无抗体/适配体（AAF）基底的表面增强拉曼光谱（SERS）具有广阔前景，但检测灵敏度通常有限。本文报道了一种AAF SERS基底，首次利用定义良好的纳米棒高阶波导模式诱导的倏逝场用于SERS，实现未处理唾液中SARS-CoV-2...
快速现场诊断对疫情响应、环境监测和全球健康至关重要。便携式光学生物传感器因检测速度快、准确度高而受到广泛关注。本文报道了便携式工程化分析传感器（PEGASUS）的传感硬件开发，该传感器旨在成为可部署、可推广的生物传感平台。作者利用与PEGASUS传感硬件和软件相同的测试平台（PTB），通过生物素-链霉亲和素化学演示了对1 nM荧光偶...
本文提出一种基于聚合物技术的干涉型电光生物传感器件，其核心为嵌入双层单原子石墨烯电容的马赫-曾德尔干涉仪（MZI）。在电容两端施加外部电压时，电场作用于上下石墨烯层，改变其表面电荷密度与费米能级位置，从而调节石墨烯的电光性质，使聚合物波导中的光吸收可随电压连续调控。与此同时，该电场-光场耦合增强了传感区倏逝波与石墨烯的相互作用，使干...
本文报道了一种基于光子带隙（PBG）结构的无标记蛋白质检测生物传感器。该类结构的传感机制取决于进入包层的倏逝场与目标分析物之间的相互作用，因此采用扫描近场光学显微镜（SNOM）表征倏逝场轮廓。研究证实，倏逝场强度随进入包层距离增加呈强烈指数衰减，说明生物识别事件必须尽可能靠近 PBG 结构表面才能获得最大传感响应。基于此，作者采用 ...
本文提出并理论分析了一种基于金刚石波导的集成光学生物传感器结构，用于检测血红蛋白的浓度与氧化状态。该结构由棱镜耦合器、平面金刚石波导和光栅耦合器组成，利用导模倏逝场与覆盖层相互作用，通过测量有效折射率、出射角和透射光功率变化来反映血红蛋白的光学性质。研究针对未掺杂金刚石（NDD）和硼掺杂金刚石（BDD）两种波导层，计算了有效折射率N...
得益于先进半导体微加工技术以及片上实验室组件的芯片级集成与微型化，硅基光学生物传感器在即时诊断方面取得显著进展。本综述概述了倏逝场生物传感技术的最新进展，包括基于干涉仪、微腔、光子晶体和布拉格光栅波导的传感器。文章展示并比较了这些传感器的传感机制与性能，以及用于无标记检测的真实生物标志物。还综述了片上实验室光子传感平台的芯片级集成发...
局灶黏附是调节细胞黏附与迁移的关键膜结构，其簇尺寸与黏附强度和迁移速度密切相关。本文采用一种无标记动态长时程定量成像细胞-表面相互作用的方法——光子谐振器出射耦合显微镜（PROM）。在该方法中，膜相关蛋白聚集体将光子从光子晶体生物传感器的共振倏逝场中耦合出，导致反射光强高度局部降低。通过映射生物传感器表面共振反射峰强度的变化，作者展...
本文报道一种外部力辅助近场照明生物传感器（EFA-NI biosensor），用于检测极低浓度生物物质。传感器利用近场光学在传感器芯片表面附近产生增强电场，目标分子被夹在偶联抗体的磁性微珠与偶联抗体的聚苯乙烯微珠之间形成免疫复合物。外部磁场将复合物拉入增强电场并横向推动，聚苯乙烯微珠在增强电场中产生散射光信号，由显微镜和冷却CCD相...
本文提出并演示了一种基于微毛细管的高灵敏度倏逝场生物传感器，用于特定DNA序列的低成本、快速、灵敏分析与检测。通过在毛细管壁表面固定单链DNA（ssDNA）探针序列，实现无标记DNA检测，并实时监测表面功能化传感器对DNA杂交的波长漂移响应。实验表明，该传感器可在室温下工作，并通过单一传感器件完成无标记杂交检测、分析物浓度测量和核苷...
本文报道了一种基于飞秒激光直写（FsLDW）的全蛋白单纳米线光学生物传感器。以牛血清白蛋白（BSA）、亲和素（avidin）和亚甲基蓝（MB）水溶液为墨水，在低折射率 MgF2 基底上通过双光子光交联直接写出直径约 700 nm 的蛋白纳米线。该纳米线具有良好形貌，表面粗糙度平均约 5 nm，可作为光学纳米波导，在空气中于约 500...
本文提出并实现了一种基于微尖端增强拉曼散射光谱（μ-TERS）的倏逝场诱导化学成像分析平台。该技术通过增大无孔“激发源”的尺寸，降低尖端附近光场高度集中对干燥生物样品造成的热分解，从而在保持足够拉曼信号的同时减少光损伤。μ-TERS 与基于传播表面等离子体共振（SPR）的经典生物传感器系统类似，但其敏感元件尺寸为数微米，可靶向感兴趣...
凋亡细胞被活细胞识别是先天凋亡免疫（IAI）的核心环节，可引发抗炎和免疫抑制反应，但其初始特异性识别事件的分子机制仍不清楚。虽然免疫学结局易于定量，但直接评估识别本身较为困难。作者开发了一种基于光子晶体生物传感器的敏感实时方法，用于检测贴壁活应答细胞对非贴壁凋亡靶细胞的识别。该方法利用应答细胞与凋亡靶细胞发生特异性、剂量依赖性相互作...
集成平面光波导干涉仪生物传感器将倏逝场传感与光相位差测量相结合。通过导模倏逝场探测传感区近表面区域，当该区域折射率发生变化时，导模相对于参考臂中的参考模产生相位偏移；两束光在输出端干涉，干涉信号变化与折射率变化成正比，可经记录、处理并与待测物浓度关联。尽管原理相对简单，相关研究主要集中在近二十年。期间出现了多种具有显著优势的传感器构...
硅光子生物传感器因可多路复用、低成本、适合芯片实验室而备受关注。本文表征了3 µm TE模式与10 µm双TE/TM模式硅光子微盘谐振器的传感性能，并验证其检测生物分子特异性捕获的能力。实验结果表明，TE模式与TM模式的折射率灵敏度分别为26 nm/RIU和142 nm/RIU，品质因子分别为3.3×10^4和1.6×10^4。10...
本文报道了一种用于无标记生化检测的新型管状波导颗粒等离子体共振（TW-PPR）传感器。该传感器本身即为具有确定样品体积的微腔，可同时作为传感器涂层的机械支撑和提供倏逝波探测的光波导，并可方便地扩展为多通道格式。通过测量不同折射率溶液，估计其分辨率为2.6×10^-6 RIU。传感系统能够同时完成多项测量，对二硝基苯基（DNP）抗体和...
本文报道了一种基于层状聚合物-无机复合波导的倏逝场生物传感器。该传感器采用紫外压印制备的聚合物倒脊波导，并在低折射率聚合物层上方溅射沉积 Ta2O5 薄膜，形成复合波导结构。Ta2O5 高折射率层可将导模光场推向波导表面，增强表面倏逝场探测，同时有效阻挡水分子渗入聚合物波导，使传感器在水相环境中快速稳定。器件以 Young 干涉仪作...
细胞检测对临床、食品、水和环境样品微生物分析至关重要，但现有方法耗时。塑料光纤（POF）生物传感器为快速、低成本检测提供可行替代。为研究锥度在微生物检测中的灵敏度，本文考察了锥腰直径等几何参数，因为锥区是该类传感器的关键传感元件。研究采用专门开发的拉锥机制备一系列POF锥传感器，并评估几何尺寸分散，以获得最佳拉锥特性，从而提高传感器...
本文报道一种基于折射率的光纤环腔衰减倏逝场（FLRD-EF）生物传感器。传感信号为环腔衰减时间常数，利用激光脉冲在光纤环路中多次往返，使检测灵敏度随通过次数增强。传感器头采用部分刻蚀单模光纤，通过倏逝场与外部介质相互作用实现无标记检测。作者演示了三种不同单链DNA和一种大肠杆菌在去离子水溶液中的体相折射率检测，并证明不同DNA因体相...