带有微通道的生物传感器用于宽带介电特性纳米升电池悬浮器的高达110 GHz的宽带介电特性

科学领域:

• 生物物理学的生物物理.
• 生物传感技术的技术
• 微波工程 微波工程

背景情况:

• 细胞介电性质测量为细胞检测和诊断提供了无标签和非侵入性的方法.
• 准确地描述细胞介电性质对于理解细胞行为和疾病状态至关重要.

研究的目的:

• 开发和验证一种新的生物传感器,用于测量纳米升级级的细胞悬浮物的介电性质.
• 利用微波和毫米波频率来敏感地检测细胞介电变化.
• 根据它们独特的介电信号来区分各种细胞类型.

主要方法:

• 生物传感器的制造,集成微波/毫米波共平面波导与微通道用于纳米升尺度样本处理.
• 测量从1 GHz到110 GHz的散射参数,并将其转换为介电常数.
• 利用细胞捕获结构,在测量区域内稳定定地放置细胞悬浮物.
• 与商用Keysight探针进行验证,并测量HepG2,A549和MCF-7细胞悬浮的介电常数.

主要成果:

• 生物传感器成功测量了不同细胞悬浮的介电常数 (HepG2,A549,MCF-7).
• 与A549和MCF-7细胞相比,HepG2细胞表现出较低的允许率 (0.2-0.8低) 的真实部分.
• 在A549和MCF-7细胞之间的电容性差异很小 (0.2-0.4).
• 由于细胞数量的变化而引起的介电频谱的观察到的波动不如细胞类型之间的差异显著.

结论:

• 开发的微波生物传感器适用于测量细胞悬浮.
• 该传感器使生物细胞悬浮物的无标签,非侵入性识别和差异化成为可能.
• 这项技术对细胞检测和诊断应用具有前景.