本研究考察热氧化条件对用于无标记实时监测酶活性的多孔硅光学生物传感器性能的影响。比较400、600和800°C三种氧化温度对酶固定效率以及所得氧化多孔硅（PSiO2）Fabry-Pérot薄膜本征稳定性的影响。通过监测固定于PSiO2上的辣根过氧化物酶（HRP）和胰蛋白酶（trypsin）的催化活性，证明热氧化显著影响生物传感性能，...
本文设计并制备了一种多孔硅（PSi）Bloch 表面波（BSW）与 Bloch 子表面波（BSSW）复合生物传感器，用于同时实现小分子和大分子的尺寸选择性检测。该结构由高折射率与低折射率 PSi 层周期堆叠形成布拉格镜，并在表面引入光学厚度减薄的缺陷层，从而激发 BSW 模式；其倏逝场延伸至传感器表面之外，可检测结合在表面的大分子。...
本研究系统考察了电荷密度与表面钝化状态对多孔硅（PSi）波导中DNA诱导腐蚀过程的影响，旨在改善PSi生物传感器在接触带负电DNA分子时的灵敏度、可靠性和重复性。结果表明，提高DNA探针或DNA靶标的浓度均会增强腐蚀过程，并掩盖分子结合事件。虽然通过热氧化和硅烷化对PSi表面进行钝化能够降低腐蚀速率，并使腐蚀导致的信号变化在约2 h...
本文报道了一种基于二氧化钛包覆多孔硅的稳定无标记光学生物传感器。作者通过室温将二氧化钛溶胶-凝胶前驱体渗入多孔硅薄膜的内孔壁，并在500°C空气气氛中烧结，使纳米二氧化钛层均匀包覆多孔硅孔壁。采用傅里叶变换红外光谱、X射线衍射、能量色散X射线光谱、扫描电子显微镜和反射干涉傅里叶变换光谱对复合膜进行表征，结果表明二氧化钛连续包覆多孔硅...
纳米结构多孔硅（PSi）因高比表面积、良好生物相容性和成熟制备工艺，成为未来生物传感系统的有吸引力材料。为优化其作为生物传感器换能平台的性能，需要提高正确固定且具有合适取向的免疫球蛋白表面密度。本文制备并表征了一种新型生物传感系统，重点改善生物功能化级联。该系统由化学氧化多孔硅（CoxPSi）平台衍生化3-氨基丙基三乙氧基硅烷（AP...
本文报道了一种多孔硅（PSi）光栅耦合Bloch表面波/亚表面波（BSW/BSSW）无标记生物传感器，用于尺寸选择性地检测大分子与小分子。该结构利用表面限制于多孔硅多层与空气界面的BSW模式高灵敏检测难以渗入孔道的大分子，同时利用限制在结构内部近表面区域的BSSW模式检测可渗入多孔基质的微小分子。作者通过色散关系、场分布和折射率偏移...
本文报道了一种基于纳米结构多孔硅的无标记光学生物传感器，用于快速捕获和检测大肠杆菌K12（Escherichia coli K12）模式微生物。该传感器依靠目标细菌细胞直接结合到传感器表面，无需对样品进行裂解等预处理。介孔二氧化硅薄膜作为光学换能元件，在白光照射下，其反射谱呈现清晰的Fabry-Pérot干涉条纹；对反射谱进行快速傅...
本文设计了一种多功能多孔硅（PSi）纳米结构，将响应性 PSi/水凝胶杂化界面与生物识别元件相结合，用于选择性识别具有重要生物学意义的小分子有机磷化合物（OPCs）。以 pH 响应的聚(2-二甲氨基乙基甲基丙烯酸酯)（poly(DMAEMA)）水凝胶在氧化 PSi Fabry–Pérot 薄膜中原位合成并图案化，所得杂化材料对 pH...
多孔硅（PSi）是无标记生物传感的理想平台，发展多孔硅图案化技术可为高并行 PSi 生物芯片检测多种分析物开辟途径。PSi 光子结构的光学响应由孔内反应或事件引起有效体折射率变化决定，因此需要在 PSi 孔内精确引入化学功能基团以保证器件选择性。本文报道了一种在预制成多孔硅光子晶体中形成离散化学功能图案的制备策略。与以往 PSi 图...
多孔硅光子学是复杂流体环境中高灵敏、高选择监测生物分子的理想平台。该文综述了多孔硅光学生物传感器从早期亲和传感到单细胞活性监测及光子微粒生物医学应用的发展。多孔硅可通过电化学阳极氧化制备，具有可调孔隙率、折射率和光子晶体结构，如单层薄膜、微腔、Rugate 滤光片和 Bragg 反射镜。生物分子结合孔壁或进入孔内会改变有效折射率，引...
本文报道一种工作于中红外波段、基于级联多孔硅的化学-生物传感器。器件制备于电阻率0.001–0.005 Ω·cm的p型和n型(100)硅衬底上，通过在不同电流密度下连续电化学刻蚀，形成孔隙率20%–80%、厚度5–9 μm的堆叠多孔层。结合快速响应、高灵敏度并能识别官能团的傅里叶变换红外（FTIR）反射光谱技术，级联多孔结构提高了折...
肽和寡核苷酸（ON）的直接固相合成要求载体材料具有较高化学稳定性。本研究考察了两种氨基硅烷化合物——3-氨基丙基三乙氧基硅烷（APTES）和3-氨基丙基二甲基乙氧基硅烷（APDMES）对多孔氧化硅多层结构的钝化能力，用于制备光学无标记寡核苷酸生物传感器。作者还通过光谱反射法研究了在氨基硅烷修饰的多孔氧化硅表面经原位合成直接生长的13...
本文报道了一种多功能多孔硅（PSi）生物传感器，可同时监测微量样品中的酶活性，并在反应后回收截留的蛋白水解产物用于质谱分析。该传感器基于 DNA 指导的可逆固定策略，将酶偶联到单链 DNA 上，再通过互补杂交固定于多孔 SiO2（PSiO2）Fabry-Pérot 薄膜表面及孔道内。固定后的酶保持较高催化活性，胰蛋白酶和辣根过氧化物...
生物传感技术面向现代诊断、急诊多专科诊所、医院和实验室需求，兼具检测方法的灵敏度与生物分子的构型选择性。近年来，纳米多孔硅（PS）因易于制备、特殊光物理性质、可调控形貌和多样表面化学，成为生物传感器换能器的重要候选材料。本综述系统介绍 PS 的电化学刻蚀制备、孔隙率调控及表面化学修饰方法，并总结其用于葡萄糖、DNA、抗体、细菌、病毒...
本文报道了一种新型简单多孔硅多基对称光子晶体核酸生物传感器，用于检测昆虫（Microdera puntipennis dzungarica）抗冻蛋白基因。该传感器通过电化学刻蚀高p型硅制备，结构遵循(n1n2n3)6(n3n2n1)6序列，其中n1、n2、n3代表不同折射率层。与多种多孔硅光子结构相比，多基层结构更易制备且稳定性更好...
本文报道了基于多孔硅（PSi）的混合周期/准周期异质结构（HHs）的实验制备与理论分析。该结构由两个分布式布拉格反射器（DBR）之间堆叠 Fibonacci（FN）准周期子结构构成，序列为 (DBR)N-(FN)M-(DBR)N。通过电化学刻蚀硼掺杂硅晶圆，利用不同孔隙率 PSi 层控制有效折射率，形成光子带隙和强局域共振透射模式；...
本文报道了一种基于多孔硅（PS）反谐振反射光学波导（ARROW）的光学生物传感器换能器。与传统倏逝波生物传感器相比，ARROW 结构通过使传播光场与渗入多孔芯层的分子更好地重叠，从而提高分子相互作用灵敏度。本研究旨在考察采用 ARROW 结构的光学生物传感器工作模式，并在给定折射率范围内，于待测分子接枝前对反谐振条件进行调节。所研究...
本文报道了两类基于氧化多孔硅（PSiO2）Fabry–Pérot 薄膜的光学无标记生物传感器，用于快速检测细菌。传感器无需细胞裂解等样品前处理，可直接将目标细菌捕获到表面。第一类在电化学加工得到的纯 PSiO2 表面，通过硅烷化化学接枝特异性单克隆抗体（IgG）；第二类为 PSiO2/水凝胶杂化体系，其中聚丙烯酰胺水凝胶在纳米结构 ...
本研究在p型硅衬底上，通过N,N-二甲基甲酰胺（DMF）与氢氟酸（HF）阳极刻蚀，制备了横截面和间距可调、均匀分布的微试管与微烧杯阵列，本质上形成大孔硅模板。通过调节形成参数，尤其是晶圆电阻率，可较合理地控制结构尺寸：微试管的孔径及相邻孔间距通常约为1 μm；微烧杯的孔径大于1.5 μm，孔间距可小于100 nm。作者采用化学共沉淀...
本研究报道了一种基于多孔硅（PSi）模板制备有序纳米孔金阵列的方法，用于无标记光学检测寡脱氧核苷酸（ODN）。在低电解电流和低浓度氯金酸（HAuCl4）溶液中，可在PSi表面电沉积金纳米层，所得PSi模板纳米孔金（Au–PSi）阵列复制了PSi的纳米孔结构并保留其光学性质。傅里叶变换反射干涉光谱显示，由于金膜折射率较低，Au–PSi...