疟疾仍是严重全球健康问题，尤其在耐药疟原虫和气候变化扩大分布地区。为满足快速高灵敏诊断需求，本文提出一种新型表面等离子共振（SPR）生物传感器设计，采用 N-FK51a+SiO2+Cu+HfO2+BP 多层结构。传感器性能通过传输矩阵法（TMM）和有限元法（FEM）分析，并用有限差分时间域（FDTD）仿真验证。引入 SiO2、Cu、...
本文提出一种智能无标记表面等离子共振（SPR）传感器，用于检测血液中血红蛋白（HB）浓度和尿液中葡萄糖浓度。该传感器采用 Kretschmann 构型，在 BK7 棱镜表面沉积银（Ag）薄膜以激发表面等离子体，并结合 HfO2、VO2 和 AlSb 等功能层优化场限制与灵敏度。作者利用有限元法（FEM）进行数值模拟，优化各层厚度，并...
铜离子（Cu2+）是生物体必需的第三大金属离子，参与多种代谢与氧化还原酶功能，但缺乏或过量均可引发疾病。为快速、高选择性地识别 Cu2+，基于表面等离子共振（SPR）的光学折射率传感器受到关注。本文设计并讨论了一种四象限圆形网格折射率生物传感器（FQCGRIB），并结合机器学习方法用于 Cu2+ 等重金属离子检测。该传感器以 SiO...
皮肤癌是全球常见且危及生命的恶性肿瘤，早期检测对提高治疗成功率至关重要。本文提出一种基于石墨烯、银（Ag）和二氧化硅（SiO2）的多层表面等离子共振（SPR）生物传感器设计，用于皮肤癌生物标志物的早期识别。该结构采用金属-绝缘体-金属（MIM）构型，其中 Ag 提供强等离子体响应，SiO2 作为介电隔离层，石墨烯作为可调纳米材料层，...
本研究提出一种五层表面等离子共振（SPR）生物传感器结构，由 BK7 玻璃基底、银等离子体薄膜、单层石墨烯、黑磷介质层和分析物区域组成，面向低折射率介质的高精度检测。石墨烯-黑磷异质结协同利用石墨烯极高比表面积与黑磷各向异性光学响应，在传感界面形成显著电磁场限制。检测过程主要依赖角度 SPR 峰的出现，并通过优化银层厚度、石墨烯厚度...
本研究提出一种石墨烯–银混合超表面生物传感器，用于快速、精准检测 COVID-19。通过 COMSOL Multiphysics 参数优化，该传感器在 1.334–1.355 RIU 折射率范围内实现 400 GHz/RIU 的灵敏度、5.000 RIU⁻¹ 的优值（FOM）和 12.7 的 Q 因子。机器学习框架增强了不同折射率下...
光子晶体光纤表面等离子共振（PCF-SPR）生物传感器是精密光学传感平台，可检测微小折射率变化。本研究提出一种高灵敏、低损耗、结构简单的 PCF-SPR 生物传感器，用于无标记分析物检测，工作折射率范围 1.31–1.42。除传统仿真外，引入机器学习回归技术预测关键光学参数，并采用可解释人工智能（XAI）方法，特别是 SHAP，分析...
本文描述了一种用于处理 COVID-19 光学检测器信号的机器学习方法。采用多层感知机（MLP）和支持向量机（SVM）分别处理原始数据和特征工程数据，实现了对 SARS-CoV-2 病毒的定性检测，检测浓度可低至 1 TCID50/mL。有效检测实验包含 486 个阴性样本和 108 个阳性样本；使用未进行抗体功能化的生物传感器检测...
光电生物传感器可测量生物分子构象变化及其相互作用，在生物医学诊断与分析中具有重要价值。表面等离子共振（SPR）生物传感器基于无标记、金基等离激元原理，具有高精度和高准确性，是常用检测平台之一。由 SPR 生物传感器产生的数据集已被用于疾病诊断与预后等机器学习模型，但用于开发或评估 SPR 生物传感器准确性、保障下游模型可靠性的模型仍...
表面等离子共振（SPR）传感器可实时监测液相和气相中的分子相互作用，但在物质检测、临床诊断等应用中，样本处理不当、仪器噪声或分子干扰可能导致误判。本研究探索多种机器学习方法，以改善并验证实时SPR响应（传感器图）的质量。作者提出一种新的传感器图描述策略——时间传感器图描述符（TSD），将稳态段的平均共振波长与持续时间编码为复数特征，...
本文报道了一种整合纳米技术、光机械与光谱检测算法的生物传感器系统，用于牛生乳中抗生素残留的敏感定量检测。首先，通过化学键合金纳米颗粒（AuNPs）与对卡那霉素、氨苄西林、土霉素和磺胺二甲氧嗪四种兽医常用抗生素具有高选择性的适配体生物受体，设计并合成了问题特异性纳米生物传感器。当乳样中存在抗生素分子时，其与适配体的相互作用诱导 AuN...
本研究探索基于机器学习算法集成超材料的等离子体生物传感器设计性能。所设计的超等离子体生物传感器用于优化DNA检测，其中双负超材料层以有效介质模型描述。采用迭代传输矩阵方法在参数空间中生成共振特性训练集和测试集，用于机器学习。作为对超等离子体生物传感器光学特性的机器学习预测，使用多层感知机（MLP）和自编码器（AE）作为算法；聚类算法...