本文理论提出并分析了一种用于中红外区域口腔癌检测的石墨烯辅助一维光子晶体生物传感器，采用转移矩阵法计算其光学响应。该结构由高折射率与低折射率介质层交替排列构成，中心为口腔组织缺陷腔，可在光子带隙内支持高度局域的缺陷模共振。健康与癌变口腔组织的有效折射率差异会改变缺陷腔光程，使共振波长发生可测移动，从而实现无标记光学检测。结果显示，传...
本文提出一种集成石墨烯的紧凑双带太赫兹（THz）超材料吸收体，用于高性能生物传感。该结构由四个同心八边形环组成，其中两个为金环、两个为石墨烯环，置于二氧化硅（SiO₂）基底上，背面为金接地层。金环产生双共振响应，石墨烯层通过改善与自由空间的阻抗匹配增强吸收并引入可调性。器件在0.9623 THz和1.4079 THz处实现近单位吸收...
本文提出一种基于一维 Thue–Morse 准周期光子晶体的生物传感器，用于癌症检测。该结构在交替多孔硅增益–损耗层中引入宇时（PT）对称与例外点（EP）工程，并在关键界面集成石墨烯纳米层，以实现强光学场限制和 EP 附近共振锐化。通过系统参数优化，确定石墨烯化学势和弛豫时间的最优值分别为 0.408 eV 和 0.5 ps，此时传...
本研究提出一种基于拓扑边缘态与石墨烯异质结构的人血清白蛋白（HSA）光学生物传感器。该传感器利用光子晶体异质结中激发的光学拓扑边缘态，在195.5 THz通信波段形成深度大于95%的尖锐反射谷，并对传感层折射率变化表现出高响应性；同时借助石墨烯费米能级调制实现电导率动态调控，从而获得可调传感特性。数值结果表明，拓扑边缘态具有强局域场...
本文提出一种基于缺陷模式与带截断层石墨烯的多层混合结构高灵敏太赫兹生物传感器。该传感器由对称布拉格反射器、嵌入缺陷层以及石墨烯截断层组成，形成多层混合共振激发结构。缺陷模式共振提供高灵敏度，石墨烯与截断层产生的局域场增强使太赫兹共振反射峰更尖锐、更敏感。理论分析表明，传感介质的折射率和厚度显著影响灵敏度。通过参数优化，该结构可分别用...
本文提出一种基于石墨烯增强介质谐振器结构的紧凑型太赫兹（THz）吸收体，旨在同时实现宽带与窄带吸收。所设计吸收体在1.07–13.3 THz范围内实现超宽带吸收，带宽达12.23 THz，并在特定调谐条件下于6.81 THz处呈现尖锐窄带峰。通过调节石墨烯化学势（µc）实现可调谐，结构具有偏振不敏感性，并在入射角至70°时保持高吸收...
有机磷杀虫剂因广谱高效而广泛用于农业生产，但农药残留会通过环境和食物链累积，威胁人与动物健康。现有检测方法常存在操作复杂或灵敏度不足的问题。本文提出一种工作于0–1 THz频段的石墨烯基超材料生物传感器，以单层石墨烯作为传感界面，通过光谱幅值变化实现高灵敏检测。该传感器具有操作简便、成本低、检测快速等优点。以毒死蜱（phosalon...
本文提出一种利用多项式回归进行行为预测的传感器，用于优化吸收体与传感器性能。作者分析了三种石墨烯基超表面结构：双开口环谐振器（GDSRR）、单开口环谐振器（GSSRR）以及带细线的单开口环谐振器（GSSRRTW），通过比较不同设计与参数变化以获得最高灵敏度。结果表明，双开口环谐振器和单开口环谐振器设计可获得最高灵敏度；不同参数厚度变...
快速检测结核分枝杆菌对降低结核病危害具有重要意义。本文提出一种无标记石墨烯基折射率生物传感器，并结合机器学习方法用于检测结核分枝杆菌。该传感器通过分析基底厚度、谐振器厚度和入射角等参数实现更高灵敏度。机器学习用于预测不同波长下的吸收值，模型应用于入射角、基底厚度、谐振器厚度和石墨烯化学势四个参数。十字形超表面置于石墨烯-二氧化硅混合...
新冠疫情暴发凸显了对高灵敏度、高选择性且易于操作的生物传感器件的需求，面向大规模检测与感染人群映射的即时检测（POC）设备尤为重要。本文提出一种基于石墨烯的电-电化学垂直器件（EEVD）POC 生物传感器，用于 SARS-CoV-2 血清学诊断。该器件将 SARS-CoV-2 受体结合域（RBD）生物偶联物固定于表面，通过检测血清中...
本文提出一种基于单层石墨烯超材料的超薄双窄带太赫兹吸收体，并将其用于生物传感。石墨烯/介质界面激发的表面等离激元可通过在石墨烯表面捕获双极电荷加以调控。作者在方形石墨烯谐振器中引入环形圆槽，使电荷按所需方式存储并形成双极电荷节点，从而增强单层石墨烯超材料可调、超薄双窄带太赫兹吸收体的性能。利用基模和三阶模表面等离激元，该结构在低带和...
严重急性呼吸综合征冠状病毒2（SARS-CoV-2）通过刺突蛋白受体结合域（RBD）结合宿主ACE2受体完成感染。本研究以阻断RBD-ACE2结合为目标，对12条候选肽进行计算筛选，利用原子尺度分子动力学模拟评估其与RBD的结合能力、氢键作用、RMSD及水溶液稳定性，并通过伞形采样平均力势（PMF）计算验证结合。结果显示肽6和肽7兼...
本文设计了一种由周期性单层石墨烯纳米带与介质多层结构组成的混合结构，用于产生Fano共振（FR）。石墨烯表面等离子体共振与介质波导模式之间的强相互作用形成FR。作者采用有限元方法研究FR行为，并与严格耦合波理论计算结果一致。结果表明，FR线型可通过石墨烯纳米带周期进行被动调谐，也可通过石墨烯费米能级进行主动调谐。由于FR具有解耦特性...
本文提出一种基于石墨烯/布拉格反射器混合结构的高灵敏度太赫兹生物传感器。该传感器利用石墨烯与布拉格反射器激发的石墨烯Tamm等离激元（GTPs）模式，与对称光子晶体中由传感层引入的缺陷模式发生模式耦合，形成尖锐的Fano共振反射峰。由于Fano共振峰对石墨烯费米能、传感介质厚度和折射率变化高度敏感，传感层中生物分子或气体引起折射率微...
本文提出一种在可见光波段具有可调响应的光子生物芯片，用于血细胞分选应用。传感器核心由ZnS和Ge交替多层膜构成，中间设置可注入生物样品的生物细胞腔。为提高芯片灵敏度，生物细胞腔被空气层包裹，其侧壁涂覆单层石墨烯。研究首先针对白细胞成分（WBC）和红细胞成分（RBC）提取结构参数的最优值，随后通过改变探测光入射角和偏振态考察传感器探测...
基于石墨烯场效应晶体管（GFET）或电阻型设计的亲和生物传感器需要保持石墨烯优异的电学性能，因此功能化过程中维持石墨烯电学特性至关重要，非共价功能化通常优于共价修饰。本文研究滴涂 1,5-二氨基萘（DAN）作为快速、简便的碳基表面非共价胺功能化方法，用于生物传感器开发。多个石墨烯表面通过滴涂 DAN 实现功能化，形成可用于后续受体分...
基于金、银等传统金属的等离子体纳米颗粒已受到生物传感器研究者的广泛关注。核心壳纳米颗粒（CSNP）凭借局域表面等离子体共振（LSPR）的强场增强和宽谱可调性而具有独特优势。鉴于难熔氮化物（如ZrN和TiN）具有更高的光谱可调性、生长兼容性、高熔点、本征CMOS兼容性和生物相容性，以及石墨烯具有高比表面积、优异生物分子相容性、响应速度...
本研究开发了一种均匀、大面积的氧化石墨烯/石墨烯（GO/G）层状复合结构，用于检测循环 miRNA-21，该分子是早期癌症诊断的可靠生物标志物。作者通过低损伤等离子体处理（LDPT）对双层石墨烯（BiG）进行原子层氧化，使顶层石墨烯被氧化为 GO 层，作为生物识别受体；底层石墨烯保持导电性，作为电响应介质。基于该结构，构建了简单的化...
本文为《基于石墨烯和还原氧化石墨烯双层的无标记生物传感器用于β-淀粉样蛋白生物标志物电化学测定》的更正说明。原论文发表于 Microchimica Acta，报道了一种利用石墨烯与还原氧化石墨烯双层构建的无标记电化学生物传感器，用于检测β-淀粉样蛋白相关生物标志物。本次更正指出已发表版本存在两处错误：一是参考文献的更正操作有误；二是...
光敏蛋白是天然进化而来的光传感器，通常对特定波长光信号具有高度选择性，但其在环境条件下的稳定性差，限制了在非生物体系中的应用。本研究作为原理验证，将重建黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD）或玫瑰黄素（RoF）的蓝光黄素（BLUF）蛋白接枝到原始石墨烯上，分别实现对450 nm或500 nm光的选择性响应。通过结构导向交联，器件的热稳定性和操...