本文报道了一种基于光子晶体光纤（PCF）中长周期光栅（LPG）的光流体无标记生物传感平台。作者将LPG-PCF与光学对准的流动池耦合，使溶液连续通过PCF包层空气通道，并利用核心-包层模耦合共振波长漂移原位监测局部结合事件引起的折射率变化。在PCF空气通道内完成模型免疫分析：先通过静电作用吸附聚丙氨基盐酸盐（PAH）单分子层，再固定...
本文报道了一种基于工作在过渡模式的叠层长周期光纤光栅（LPG）的无标记生物传感平台。该工作的主要创新在于采用多层设计，将高效表面功能化与包层模过渡区调谐问题解耦。作者发展了一种用于浸涂的溶剂/非溶剂策略，以在LPG上沉积多层透明聚合物。其中，无规聚苯乙烯（PS）初级涂层作为高折射率层，用于将器件工作点调谐至过渡区，从而获得对环境介质...
本文采用电子束光刻（EBL）直接在标准光纤尖端图案化周期性金纳米点阵列，并利用该阵列的局域表面等离子共振（LSPR）效应进行生化传感。基于光纤的LSPR传感器具有使用方便、结构紧凑、可在恶劣环境中工作的优点。作者演示了一种光纤尖端LSPR折射率传感器，其灵敏度为196 nm/RIU。以生物素/链霉亲和素作为受体/分析物模型，验证了该...
本文研究了一种由两个级联环形谐振器构成的折射率生物传感器，其工作原理类似游标卡尺（Vernier 效应）。该器件在绝缘体上硅（SOI）平台制备，两个环形谐振器具有不同光学往返长度，其中一个传感环暴露于环境折射率变化，另一个滤波环被厚氧化层屏蔽。当传感环有效折射率改变时，其谐振波长发生微小移动，经级联后在透射谱中形成周期性包络峰，包络...
本文分析了光子晶体平板中导模共振的折射率灵敏度，指出导模性质会强烈影响光谱灵敏度与品质因子，并由此带来折射率灵敏度的显著提升。对于悬空平板设计，与置于基底上的平板相比，光谱灵敏度可提高约三倍。研究还表明，光谱灵敏度不受制造光子晶体纳米结构中常见的品质因子下降影响。通过合理选择光子晶体平板的设计参数，可实现对蛋白质、抗原和细胞等多种分...
本研究报道了一种新型嵌入式光学波导传感器，该传感器利用涂覆在C形聚合物波导表面的金纳米颗粒（GNP）的局域表面等离子共振（LSPR）效应进行检测。按照设计，该传感器可作为分析芯片，用于检测其微环境折射率的微小变化，因此适合作为亲和生物传感器进行大规模应用。C形波导与微流控通道通过在氧化硅片上对SU-8光刻胶进行单步光刻而制备。SU-...
本研究报道一种单模锥形光纤折射率生物传感器，用于水相中大肠杆菌K-12生长的实时监测。锥形光纤通过CO2激光热拉法制备，腰径为6–7 μm，腰长为3 mm。利用聚-L-赖氨酸（Poly-L-Lysine, PLL）将细菌固定于锥形表面；在适宜培养条件下，细菌在锥形表面增殖使平均表面密度升高，进而改变锥形区的等效折射率。细菌吸附与生长...
医疗、食品与军事等领域对低成本、可靠生物传感器的需求持续增长，除提高灵敏度与检测限外，器件制备和系统集成同样重要。本文提出一种基于光子晶体（photonic crystal, PhC）的新型生物传感器概念，其可在单一频率下工作，区别于传统谐振式传感器。在特定频率范围内，光子晶体中的导模可与自由空间模式发生耦合，使辐射角谱呈现洛伦兹峰...
本文提出一种基于表面等离子共振（SPR）的石墨烯生物传感器。该传感器由金薄膜表面覆盖石墨烯片构成，采用衰减全反射（ATR）方式探测传感界面附近因生物分子吸附引起的折射率变化。计算表明，含 L 层石墨烯的石墨烯/金 SPR 传感器相对于传统金薄膜 SPR 传感器的灵敏度提高 (1+0.025L)×γ 倍，其中 γ>1 表示石墨烯增强生...
本文报道将等离子体纳米光栅结构集成到商用半导体激光二极管封装输出窗口，构建微型化化学/生物传感器原型。采用 SANYO DL-3147-031 TO-5.6 封装，650 nm 激光，在输出窗口沉积 220 nm 金膜并用聚焦离子束铣削制作周期约 330 nm、宽度约 70 nm 的纳米光栅。通过监测封装内置光电二极管的反射信号和外...
本文提出一种基于同心硅绝缘体上（SOI）微环谐振器的超紧凑、并行、无标记生物传感器。数值研究表明，与传统单环传感器相比，该传感器具有更高灵敏度和更大检测面积。作者分析了DNA杂交检测灵敏度，将探针固定在双同心环谐振器顶部及环间空气隙中。对于检测面积为27.646 μm²的同心双环系统，体检测灵敏度为683 nm RIU⁻¹。研究还分...
本研究开发了一种适用于资源匮乏地区的光学吸收型生物传感器。该传感器以U形弯曲光纤探针作为高效光学换能器，利用固定在光纤表面的金纳米颗粒（GNP）的局域表面等离子共振（LSPR）吸收特性，实现对折射率变化的敏感测量。U形探针通过简单工艺制备，其弯曲结构可增强倏逝场穿透深度，从而提高吸收灵敏度。实验表明，光纤结合GNP的LSPR吸收在折...
本章系统介绍共振镜（resonant mirror, RM）生物传感器的原理、仪器、表面固定化化学、动力学测量及典型应用。RM 是基于漏波导的光学生物传感器，由高折射率棱镜、低折射率间隔层和单模波导层构成，利用倏逝场探测传感表面折射率变化。当溶液中的分析物与固定在波导表面的生物特异性配体结合时，表面质量与局部折射率改变，使共振角或共...
多孔硅（PSi）因具有大比表面积和分子尺寸选择性，是生物传感的优良材料。本文报道了一种无标记纳米多孔硅谐振波导生物传感器的实验演示。该PSi波导由平均孔径约20 nm的孔道构成，采用标准氨基硅烷和戊二醛化学方法将DNA固定于孔内。分子结合通过光学方式检测，表现为波导共振角发生偏移；共振偏移量与结合在孔壁上的生物分子数量直接相关。该P...