A Modified Single Metamaterial Split-Ring Resonator for Enhanced Sensitivity.
本文开发并表征了一种工作于 C 波段的新型微波生物传感器，用于增强葡萄糖检测。该传感器基于单 metamaterial 非对称开环谐振器（SASR），并比较了单半圆构型（SASR-S）与双半圆构型（SASR-D）。结构修改通过形成两个高电场热点扩大有效传感面积，增强电磁场与样品相互作用，从而提高灵敏度。传感器制作在 Rogers A...
A Linear and High-Sensitivity Microwave Biosensor on a FR-4 Substrate for Aqueous Glucose Monitoring Using a Concentric Square-Shaped Split-Ring Resonator.
非侵入式葡萄糖监测仍是糖尿病管理的重要挑战，现有方法常受准确性不足、成本高或患者不适限制。微波生物传感器利用葡萄糖与水之间的介电差异，提供了一种无标记替代方案。本文报道了一种基于低成本FR-4基板制备的紧凑双频同心方形开环谐振器（SRR型）生物传感器，用于水溶液葡萄糖检测。该传感器利用环间缝隙中的电场约束，将葡萄糖引起的介电常数变化...
Enzyme-containing-hydrogel/TiO
无标记光学生物传感是医学诊断和生物医学研究中的关键技术。基于光子晶体（PhC）的生物传感器可利用反射或透射光谱的峰波长/强度变化，实现生物分子的快速、简单、无标记检测，且装置紧凑。然而，自上而下制备高重现性光子晶体成本较高，且其折射率（RI）灵敏度不足以检测葡萄糖等小分子引起的 RI 变化。本文提出一种高重现性的含酶水凝胶/TiO2...
A Novel Biosensor for the Detection of Glucose Concentration Using the Dual-Peak Long Period Grating in the Near- to Mid-Infrared.
本文报道了一种工作于近红外至中红外波段、用于测量人体生理范围内葡萄糖浓度的改进型高效光纤传感器。该传感器由刻写在直径80 µm薄包层B/Ge光敏光纤中的双峰长周期光栅（DPLPG）构成，光栅周期为150 µm。由于DPLPG的共轭双峰共振位于色散转折点附近，其对周围折射率变化极为敏感，在1.30–1.44折射率范围内，两个双峰分别获...
2D Gallium Sulfide-Based 1D Photonic Crystal Biosensor for Glucose Concentration Detection.
一维光子晶体生物传感器在血糖检测中备受关注。本文提出两种基于二维范德华材料的一维光子晶体生物传感器设计：第一种为硫化镓/白云母多层结构 [GaS/Mica]ND[GaS/Mica]N，第二种为硫化镓/葡萄糖溶液多层结构 [GaS/G]ND[GaS/G]N。作者采用传输矩阵法，对有无缺陷层的光子晶体光学特性进行数值分析，并考察周期数、...
Terahertz Asymmetric S-Shaped Complementary Metasurface Biosensor for Glucose Concentration.
本文提出一种自由站立太赫兹超表面生物传感器，基于法向入射透射模式下的非对称 S 形互补谐振器。每个超表面单元由两个镜像 S 形槽臂构成，通过改变其中一臂尺寸调节几何非对称性，从而激发非对称准束缚态在连续谱（quasi-BIC）共振，实现强场限制，有利于生物传感。作者考察了该结构作为葡萄糖浓度传感器的性能，检测范围覆盖 54–342 ...
Fabry-Perot Interferometer Based on a Fiber-Tip Fixed-Supported Bridge for Fast Glucose Concentration Measurement.
血糖浓度是维持人体和动物代谢稳态的重要指标，糖尿病患者常需每日监测，给社区医院和家庭医疗带来负担。光纤传感器因结构紧凑、响应快、灵敏度高、成本低且操作简便，在生物医学检测中应用广泛。本文构建了一种基于光纤端固定支撑桥的法布里-珀罗（FP）腔生物传感器，用于快速检测血清中的葡萄糖浓度。利用飞秒激光双光子聚合微加工技术，在单模光纤端面打...
Multimode Fano Resonances Sensing Based on a Non-Through MIM Waveguide with a Square Split-Ring Resonance Cavity.
本文报道了一种可激发五重Fano共振的非贯通金属-绝缘体-金属（MIM）波导结构。该结构由方形开环谐振器（SSRC）与总线波导组成，Fano共振来源于SSRC激发的窄带离散态与总线波导激发的宽带连续态之间的相互干涉。采用有限元方法（FEM）对结构传输特性和磁场强度分布进行了详细分析，结果表明通过调节SSRC的开口宽度、方向等几何参数...
Creating hot spots within air for better sensitivity through design of oblique-wire-bundle metamaterial perfect absorbers.
为提升生物传感器灵敏度，本文设计了一种斜置平面超材料完美吸收体（MPA），使电磁热点集中于斜置平面与连续接地金属之间的空气区域，从而让被测物与热点充分相互作用。仿真表明，斜置平面MPA的灵敏度可达1049 nm/RIU。作者采用电子束光刻制备种子层，并在沉积过程中倾斜样品，获得斜置平面结构；考虑实际沉积中多个斜置平面的随机性，将上谐...
Bipolar charge trapping for absorption enhancement in a graphene-based ultrathin dual-band terahertz biosensor.
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...
Permittivity-Inspired Microwave Resonator-Based Biosensor Based on Integrated Passive Device Technology for Glucose Identification.
本研究提出一种基于集成无源器件（IPD）技术的高性能谐振器生物传感器，用于无中介物葡萄糖识别。该传感器在砷化镓（GaAs）基底上制备，核心结构为空气桥电容器，外部为圆形螺旋电感，内部电容用于改善指示性能。传感机制基于样品滴加后表面分子在微波场中的再极化与重排：微观上葡萄糖和水分子改变电磁场分布并产生偶极极化，宏观上表现为谐振频率和幅...
Glucose Level Sensing Using Single Asymmetric Split Ring Resonator.
本文报道一种由单个超材料非对称谐振器构成的生物传感器，专门用于检测1 µL葡萄糖溶液的浓度水平。该谐振器具有两个间隙，其中一个间隙末端设计为半圆形，葡萄糖溶液滴置于该半圆形区域。此设计可将液滴限制在电场最强区域，从而增强电磁波与物质的相互作用。作者制备了覆盖低血糖、正常血糖和高血糖状态的6个葡萄糖溶液样品，浓度约为41–312 mg...
A novel THz molecule-selective sensing strategy in aqueous environments: THz-ATR spectroscopy integrated with a smart hydrogel.
太赫兹（THz）光谱在生物医学应用中具有无标记、非电离等优势，但由于溶剂水对 THz 波段的强吸收，水溶液中生物分子的选择性检测仍十分困难。本文提出一种将 THz 衰减全反射（THz-ATR）光谱与智能水凝胶相结合的新策略，将水分子由干扰因素转化为传感指标。该策略利用 THz-ATR 光谱探测葡萄糖诱导的智能水凝胶水合状态变化，从而...
Non-Invasive Real-Time Monitoring of Glucose Level Using Novel Microwave Biosensor Based on Triple-Pole CSRR.
平面微波传感器因成本低、结构简单、尺寸小且对人体风险低，适合非侵入探测生物组织的介电特性。本文提出并实测了一种基于三极互补分裂环谐振器（TP-CSRR）的新型微波生物传感器，用于非侵入实时监测葡萄糖水平。该传感器由集成在TP-CSRR上的矩形有机玻璃样品通道构成，工作于1–6 GHz厘米波频段，采用FR4介质基板上的PCB工艺制造，...
Integrated Lab-on-a-Chip Optical Biosensor Using Ultrathin Silicon Waveguide SOI MMI Device.
厚度低于100 nm的波导为传感提供了有前景的平台。作者设计并分析了基于这些超薄平台的多模干涉（MMI）器件，用作生物传感器。为验证设计方法，将制备的220 nm厚MMI器件的测量光谱与仿真光谱进行了比较。基于亚100 nm平台的MMI生物传感器设计采用时域有限差分仿真进行了优化。在4 mm长度下，50 nm厚MMI传感器提供约42...
High-Sensitivity, Quantified, Linear and Mediator-Free Resonator-Based Microwave Biosensor for Glucose Detection.
本文报道了一种用于葡萄糖检测的高灵敏度、可定量、线性且无中介体的谐振器基微波生物传感器。该传感器采用先进微加工技术制备于砷化镓（GaAs）基底上，由空气桥型非对称差动螺旋电感（L）和中心加载圆形指状互指电容（C）构成。交织的非对称差动电感用于获得高电感值和合适品质因数，中心互指电容用于产生增强电场。器件被优化为在较低谐振频率工作，以...
An Electrically Tunable Dual-Wavelength Refractive Index Sensor Based on a Metagrating Structure Integrating Epsilon-Near-Zero Materials.
本文提出并数值研究了一种基于非对称金属-绝缘体-金属（MIMIM）堆叠结构、集成氧化铟锡（ITO）超薄膜的可重构双波长折射率传感平台。该结构利用金属光栅将入射光耦合至 6 nm ITO 近零介电（ENZ）膜，分别激发反对称磁谐振模式和 ENZ 模式，在 1144 nm 与 1404 nm 附近产生超过 99.7% 的近完美吸收。通过...
Reusable, Non-Invasive, and Ultrafast Radio Frequency Biosensor Based on Optimized Integrated Passive Device Fabrication Process for Quantitative Detection of Glucose Levels.
糖尿病患病人数增加推动了葡萄糖传感器的开发。本文报道了一种可重复使用、无创且超快的射频生物传感器，用于葡萄糖水平的定量检测。该传感器基于优化的集成无源器件（IPD）制造流程，采用锤形电容作为敏感结构，使谐振频率和反射系数幅值均可随葡萄糖浓度变化而改变，从而实现双参数映射。所提出的制造流程避免了金属-绝缘体-金属（MIM）电容，降低了...
Sensing by wireless reading Ag/AgCl redox conversion on RFID tag: universal, battery-less biosensor design.
生物传感器与物联网(IoT)的大规模集成对医疗进步至关重要，但无电池生物传感器设计有限。本文提出一种基于纳米材料组合的无线生物氧化还原反应传感设计，将银纳米颗粒(AgNPs)作为RFID标签天线的一部分。作者证明，辣根过氧化物酶(HRP)在其底物过氧化氢(H2O2)存在下可将AgNPs转化为氯化银纳米颗粒(AgCl-NPs)，从而强...
Microfabricated passive resonator biochip for sensitive radiofrequency detection and characterization of glucose.
无源传感器为实时、高重复性地表征浓度依赖的射频参数提供了新途径。本文提出一种基于集成无源器件技术微加工的谐振器生物芯片，用于葡萄糖的灵敏检测与表征。实验结果表明，该生物传感器性能优异：在去离子水及不同葡萄糖浓度（50–250 mg/dL）的重复测量中，谐振频率（0.541–1.05 GHz）和反射系数（-34.04 至 -24.11...