本研究提出一种由银（Ag）、铁酸铋（BiFeO3）、镍（Ni）和钙钛矿纳米材料（MAPbBr3）构成的新型表面等离子共振（SPR）生物传感器，借助该混合结构可检测不同乙醇浓度（EC）。采用传输矩阵法（TMM）评估所提出的SPR结构，并对EC=0%样品与EC=10%–40%样品的角灵敏度进行比较分析。为最大化SPR结构性能，需优化Bi...
一维光子晶体（1D-PC）生物传感器因高灵敏度而有望用于癌症检测，但其性能常受不可避免的制造误差影响。现有理论分析往往未定量评估这些误差对灵敏度、半高宽等关键性能参数的影响。本研究通过统计分析，考察随机制造偏差如何影响上述指标，从而对传感器稳定性和鲁棒性进行更现实评估。针对所设计的1D-PC生物传感器，首先采用传输矩阵法（TMM）计...
由于新兴污染物（ECs）在水环境中频繁出现且浓度升高，并具有较高的毒性，已对水安全、人类健康和生态环境构成日益严重的威胁，亟需更严格的法规和常规监测。分析化学方法（如HPLC、GC、MS、ICP-MS、AAS）虽准确可靠，但仪器成本高、样品前处理复杂、耗时长且依赖人工，难以满足常规快速检测需求。生物传感器作为有前景的生物替代技术，近...
太赫兹超材料生物传感器将太赫兹时域光谱与超材料传感相结合，为生物分子、蛋白质、细胞和病毒等多种目标提供灵敏检测平台。该类传感器具有响应快速、灵敏度高、无损、无标记、样品用量少和易于集成等特点，能够突破传统生物传感器局限，在生物医学领域实现快速、无损的痕量检测，有助于疾病及时诊断和早期筛查。本文系统综述了太赫兹超材料生物传感器的理论基...
本研究提出一种用于尿液葡萄糖浓度检测的二维光子晶体（PhC）生物传感器，通过设计、仿真与评估，利用葡萄糖浓度引起空腔内折射率变化导致谐振波长偏移实现检测。该传感器采用紧凑的二维六角晶格硅棒结构，并引入缺陷空腔以增强谐振响应。仿真结果表明，在0–15 mg/dl葡萄糖范围内，传感器灵敏度达20,040.30 nm/RIU，品质因数达1...
本文提出一种基于一维光子晶体和Tamm共振的理论生物传感器设计，用于检测白癜风。白癜风由皮肤色素细胞丢失引起，导致皮肤出现白斑。所设计结构为棱镜/银/皮肤样品/(GaP/PS)N/玻璃基底，其中GaP/PS二元光子晶体周期数优化为10，银层厚25 nm，空气传感腔用于装载正常或白癜风相关皮肤样品。利用MATLAB传输矩阵法模拟透射光...
本文系统综述了石墨烯在增强表面等离子共振（SPR）生物传感器性能中的变革性作用。石墨烯具有高比表面积、优异导电性和可功能化特性，有望提高 SPR 传感器的灵敏度、特异性和稳定性。作者基于 PRISMA 与 PICOS 框架，系统检索并分析 2010—2023 年相关研究，围绕灵敏度、特异性和稳定性等关键指标进行归纳。结果表明，引入石...
LSPR生物传感芯片是实验室识别疾病标志物的重要工具，但临床应用仍受限于缺乏通用信号处理手段。为提升检测精度，本文提出一种可视化LSPR生物传感软件平台，用于实时处理透射或反射光谱。该平台可捕捉纳米结构界面因环境波动引起的细微变化，自动记录并计算共振波长偏移、半高宽、灵敏度和品质因子等参数，并允许用户针对每次数据采集定制处理算法。与...
受自然界形成复杂矿物的能力启发，研究者发展出用于构建下一代生物传感器的仿生与生物启发材料策略，以获得高灵敏度、高选择性和良好生物相容性。通过模拟生物体调控矿物生长的过程，仿生和生物启发材料正显著影响生物传感器设计。工程化生物启发材料相比天然材料具有更优的可调性、精确可控性和功能集成能力，可构建光学传感器、电化学传感器、磁性生物传感器...
本文提出一种用于生物传感的改进 Kretschmann 型表面等离子共振（SPR）传感器数值结构，由 BK7 棱镜、TiO2 粘附层、Cu 等离子体金属层和 BaTiO3 保护层组成，并采用角度探测法。铜因可产生比金和银更窄的 SPR 曲线而具有高分辨率潜力，但易氧化；BaTiO3 薄膜可保护 Cu 并显著提升传感性能，TiO2 薄...
光子晶体生物传感器是一种由光子晶体材料制成的紧凑器件，可用于检测和监测生物分子或化学物质的存在及其浓度变化。本文提出一种基于硅光子晶体的癌细胞检测生物传感器，其结构在三角晶格阵列中引入六角谐振腔。该结构的一个光子带隙范围为1188 nm≤λ≤1968 nm。采用时域有限差分法仿真发现，当入射光波长位于该带隙范围内时，结构在1469....
本文针对饮用水中水传细菌快速准确识别需求，研究了基于BK7棱镜—银（Ag）—MXene（Ti3T2Cx）—石墨烯—亲和层—传感介质的表面等离子共振（SPR）生物传感器。传感介质包括纯水、霍乱弧菌（V. cholera）和大肠杆菌（E. coli）。在Ag—亲和层—传感介质结构中，大肠杆菌对应的灵敏度最高，霍乱弧菌次之，纯水最低。采用...
新冠疫情由严重急性呼吸综合征冠状病毒2（SARS-CoV-2）引发，已成为全球公共卫生问题，开发高灵敏、快速的冠状病毒检测器十分关键。本文提出一种基于表面等离子共振（SPRE）的 SARS-CoV-2 病毒生物传感器。为提高灵敏度，在金属银薄膜与石墨烯层之间插入一层 BiFeO3，使器件结构为 BK7 棱镜/Ag/BiFeO3/石墨...
随着SARS-CoV-2病毒持续变异，Delta和Omicron等高传播力毒株相继出现。基于表面等离子共振（SPR）的无标记免疫传感器可实时监测传感表面发生的配体-分析物或抗体-抗原相互作用。本文提出一种结合纳米盘阵列的SPR生物传感器，用于增强病毒检测灵敏度。纳米盘阵列通过增强SPR局域场，提高传感界面对分子的吸附能力，从而改善检...
为检测生物分子，本文提出一种基于介电调制堆叠源沟槽栅隧穿场效应晶体管（DM-SSTGTFET）的生物传感器。该器件在栅氧化层两侧刻蚀纳米间隙并填充生物分子，利用生物分子的介电常数或电荷对栅控电场进行调制。堆叠源结构由硅和锗异质材料构成，可同时提高开态电流并降低关态电流；沟槽栅结构可增大隧穿面积和隧穿概率。采用 Sentaurus T...
本文提出一种用于氢离子浓度（pH）传感的欠叠异质结构电解质生物隧道场效应晶体管（Bio-TFET）。在仿真中，利用衬底-氧化物界面附近的交叠电荷密度（Dit）表征 pH 值，并给出可行制备方案。采用 ATLAS 器件仿真器详细评估所提传感器性能，考察 pH 变化对漏极电流 IDS、阈值电压 VTH、电压灵敏度 SV 和电流灵敏度 S...
本文简要综述了新型纳米材料基光纤生物传感器的最新研究进展。纳米材料具有尺寸依赖的信号放大、等离子体共振和电荷转移等光学与生物学特性，被广泛用于生物传感应用。由于良好的生物相容性及与生物识别元件的结合能力，纳米材料能够提高传感探针的灵敏度、检出限、特异性和响应时间，并提升光纤生物传感平台的信噪比，从而为改善光纤生物传感器性能提供了实用...
电化学发光（ECL）因高灵敏度、高选择性、宽动态范围、低背景噪声和无需外部光源等优势，已成为生物分析物灵敏准确检测的重要技术。为满足复杂真实样品基质中超灵敏、高效率和高精度分析需求，研究者发展了多种 ECL 策略以提升生物分析灵敏度。作为最有效途径之一，多种信号放大策略被整合到 ECL 生物传感器中，以获得理想分析性能。本综述总结了...
基于场效应晶体管（FET）的纳米电子生物传感器器件为癌症生物标志物的特异、灵敏检测提供了可行途径，可用于早期癌症检测、疾病进展监测和治疗效果评估。在FET器件走向癌症诊断应用的过程中，需要解决灵敏度、选择性、工作条件、抗干扰、可重复使用性、重现性、可丢弃性、大规模生产和经济可行性等关键问题。近年来，针对这些已知问题已开展大量研究。本...
本文为原论文《通过微环谐振器环下干涉图增强群折射率生物传感器灵敏度》的更正说明。原研究以微环谐振器（MRR）作为群折射率生物传感器，利用环下干涉图（ring-down interferograms）提高对折射率变化的灵敏度。更正指出原发表版本中表3内容与表4重复，现重新给出表3：在1 dB/cm传播损耗条件下，五种不同MRR半径（R...