早期、精准检测超低浓度癌症生物标志物是临床诊断的关键问题，传统表面等离子共振（SPR）生物传感器常受灵敏度有限、选择性不足和可重复性波动等限制。本文提出一种棱镜基多共振 SPR 生物传感器，采用银/钛酸钡/黑磷（Ag/BaTiO3/BP）异质结构，以增强电磁场限制、折射率响应和多路复用能力，用于早期癌症生物标志物检测。设计通过传输矩...
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、...
本文提出一种基于棱镜耦合 Kretschmann 构型的薄膜表面等离子共振（SPR）传感器，采用优化的 CaF2/Au/Si3N4/BP 多层结构，并以黑磷（BP）作为超薄覆盖层。研究在 633 nm、TM 偏振下利用传输矩阵法对角度反射率进行建模，将 1–5 ng/mL 低浓度传感条件表示为水相传感介质的微小有效折射率扰动，从而建...
乳腺癌基因合成序列的灵敏定量检测对相关生物传感研究至关重要。针对传统传感器检测超低浓度局限，本研究开发了一种新型光纤生物传感器，结合纳米材料敏化与纳米颗粒信号放大策略。制备了基于单模光纤–细芯光纤–多模光纤–单模光纤结构的光纤传感器，并用黑磷（BP）纳米界面进行功能化。通过盐老化法将巯基修饰互补DNA（cDNA）共价固定于金纳米颗粒...
本文提出一种用于蛋白质生物标志物检测的超表面生物传感器设计。该传感器由四个相同的 8 字形 MXene 谐振器、黑磷和石墨烯涂层构成，利用 MXene 的表面功能化增强分析物耦合，黑磷提供各向异性太赫兹吸收，石墨烯通过化学势调控实现动态可调。仿真分析显示，传感器在 0.31–0.46 THz 范围内具有竞争性的折射率灵敏度 395 ...
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...
表面等离子共振（SPR）生物传感器因结果可靠、稳定性高，在生物检测中应用广泛，但角度探测型SPR传感器存在灵敏度较低、实时性不足和动态检测范围有限等问题。本文基于黑磷（BP）/石墨烯二维范德华异质结（vdWhs）设计了一种角度探测SPR生物传感器。该传感器采用固定角度入射方式，在保证实时性能的同时提升检测灵敏度；利用BP的光学各向异...
心血管疾病是全球主要死因，高胆固醇血症是严重心脏病的重要诱因。本文提出一种基于石墨烯-等离子体-黑磷混合结构的优异吸收器，并将其用于生物传感应用。该器件由石墨烯、黑磷、银、金和氧化铝构成的四分之一圆柱形及平板形多层结构组成。为提升吸收峰性能，研究了结构参数和石墨烯化学电位（Ef）对吸收光谱的影响。在优化特性后，该结构被用作检测血液样...
癌症是全球主要死因之一，早期检测对提高治愈率至关重要，而检测灵敏度决定了可检出的最低癌细胞浓度。表面等离子共振（SPR）通过监测样品折射率变化实现癌细胞检测，其灵敏度取决于可分辨的最小折射率变化。本文提出一种金-石墨烯-银-黑磷（Au-Gr-Ag-Black P）异质结构 SPR 传感器表面，用于基于折射率差异检测不同类型癌细胞。作...
本研究基于表面等离子共振（SPR）理论考察了常规与混合多层结构的生物传感性能，采用传输矩阵法计算可见光区反射光谱。所设计SPR传感器结构为CaF2棱镜/Al2O3/Ag/Al2O3/二维材料/Al2O3/传感介质，采用Kretschmann构型，TM偏振光在银层界面激发表面等离子体。通过优化Al2O3层与二维材料（Blue P/WS...
本文针对新型冠状病毒 SARS-CoV-2 诊断，对异质结构表面等离子共振（SPR）生物传感器进行了性能比较。研究基于传输矩阵法（TMM）计算反射率，并采用有限差分时间域（FDTD）方法分析石墨烯-传感层接触附近的电场强度。比较了 BaF2、BK7、CaF2、CsF、SF6 和 SiO2 等棱镜，TiO2 和铬等粘附层，Ag 和 A...
早期癌症检测与治疗可显著降低风险。现有光学方法临床转化受限于灵敏度低或生理代谢不清。本文开发一种负载药物的金纳米棒–黑磷纳米界面修饰的光学微纤维传感器，作为超灵敏生物传感器与纳米治疗平台。通过界面敏化与功能化，微纤维传感器实现 HER2 生物标志物的选择性检测，缓冲液中检出限 0.66 aM，10% 血清中 0.77 aM，并可早期...
本研究提出一种基于表面等离子共振（SPR）的高灵敏生物传感器，用于快速检测 SARS-CoV-2 病毒。该传感器以 BK-7 棱镜为耦合基底，在其表面依次沉积银（Ag）、氮化硅（Si3N4）和黑磷（BP）层，并以硫醇连接单链 DNA（ssDNA）作为识别配体。作者设计了三种结构：BK-7/Ag/Si3N4/ssDNA、BK-7/Ag...
本文提出一种利用新型介电材料溴化铊（TIBr）增强表面等离子共振（SPR）生物传感器性能的结构。所提传感器采用Kretschmann构型，由BK7棱镜、银（Ag）、砷化铝（AlAs）、TIBr、黑磷（BP）和传感层六层组成。研究在633 nm波长下采用角度探测法进行数值分析，并用波长变化法和电场强度分析验证，计算工具包括传输矩阵法和...
近年来，场效应晶体管（FET）因高灵敏度、实时检测、可扩展性和芯片集成潜力而成为生物传感器重要平台。非碳二维材料，如过渡金属二硫化物（TMDCs）、六方氮化硼（h-BN）、黑磷（BP）和金属氧化物，具有丰富可调的电子结构、高载流子迁移率、较大带隙或高开关比，在FET生物传感器中展现巨大潜力。本文综述非碳二维材料的结构、制备方法、物化...
孔雀石绿（MG）是一种阳离子三苯甲烷染料，对免疫和生殖系统具有不良影响，因此亟需快速、灵敏且高选择性的检测方法。黑磷（BP）具有高载流子迁移率（约1000 cm2 V−1 s−1）和对阳离子染料（如MG）的高吸附能力，可通过静电作用和疏水作用富集目标分子，因而有望作为高灵敏传感平台。然而，BP在潮湿环境中12 h内即发生降解，限制了...
黑磷（BP）具有约1000 cm2 V-1 s-1的高载流子迁移率，但裸露BP在氧气和水存在下会迅速降解，限制了其在生物传感中的应用。本研究提出一种简单、非共价的钝化策略，利用六亚甲基二胺（HA）修饰BP，使功能化BP在水溶液中保持4周以上稳定。该策略通过非共价修饰保护BP表面，维持其本征电子性质，并作为酶固定平台。基于稳定HA/B...
磷烯是一种具有优异电子、电化学和光学性质的二维材料，但其在空气环境中稳定性较差，限制了其在电化学生物传感器中的应用。本文评估了磷烯作为两种介导型氧化还原酶生物传感平台的性能，分别采用葡萄糖氧化酶（GOx）和辣根过氧化物酶（HRP），并以甲醇二茂铁（ferrocene methanol, FcMeOH）作为共同介体。检测信号分别来自介...
本文首次提出一种基于黑磷（BP）的光纤生物传感器，用于超灵敏诊断人神经元特异性烯醇化酶（NSE）癌症生物标志物。作者采用一种新型光学-纳米结构，将 BP 纳米片与大倾角光纤光栅（TFG）集成，构建 BP-TFG 器件。BP 表面以聚-L-赖氨酸（PLL）进行生物功能化，PLL 作为关键交联剂，促进生物-纳米-光子界面形成，并显著增强...
本文提出一种简单非共价的聚-L-赖氨酸/黑磷（pLL-BP）杂化材料合成策略。黑磷纳米片通过水相剥离法制备；pLL 依靠其丁基链与黑磷表面的疏水作用，以及质子化氨基与黑磷表面去质子化 PxOy 基团之间的静电作用，吸附于黑磷表面。所得 pLL-BP 杂化材料具有良好的导电性和生物相容性，可作为血红蛋白（Hb）固定化及直接电子转移的理...