表面等离子体共振生物传感器的直接电子读取,由光纤上的石墨烯/PMMA光探测器启用
Chao Shen1, Junhua Huang2, Shiqi Hu3
1Department of Optoelectronic Engineering, College of Physics and Optoelectronic Engineering, Jinan University, Guangzhou, 510632, PR China; Guangdong Provincial Key Laboratory of Optical Fiber Sensing and Communications, Jinan University, Guangzhou, 510632, PR China; Key Laboratory of Optoelectronic Information and Sensing Technologies of Guangdong Higher Education Institutes, Jinan University, Guangzhou, 510632, PR China.
Biosensors & bioelectronics
|December 5, 2024
概括
这项研究引入了一种新的可穿戴生物传感器,使用表面等离子体共振 (SPR) 光纤与直接电读出. 这种紧的设备可以实时敏感地检测葡萄糖等生物分子.
科学领域:
- 光子学和纳米技术的使用.
- 生物传感和可穿戴技术
背景情况:
- 表面等离子体共振 (SPR) 光纤传感器为生物分子检测提供高灵敏度.
- 当前的SPR传感器通常依赖于重的光谱仪,限制它们与可穿戴设备的集成.
- 需要用于可穿戴应用的紧型实时SPR传感系统.
研究的目的:
- 为小型可穿戴设备开发第一个光纤SPR传感器,具有直接电读.
- 为了集成一个高压超材料SPR (HMM-SPR) 传感器与光纤上的石墨烯/PMMA光探测器 (oFGPD).
- 为了证明传感器在人工汗水中检测生物分子的能力.
主要方法:
- 使用交替 Au/ZrO2.2 层制造一个 HMM-SPR 传感器.
- 将单层石墨烯光探测器集成到光纤 (oFGPD) 上.
- 连接HMM-SPR传感器与oFGPD进行电信号采集.
主要成果:
- oFGPD表现出高响应能力 (3.42 × 10^6 A W^-1) 和快速响应 (90 ms) 在1550 nm.
- 集成装置使SPR信号的电读取能够用于折射率变化.
- 在人工汗水中成功检测出尿素和葡萄糖度.
结论:
- 开发的带有oFGPD的HMM-SPR传感器为实时生物分子检测提供了一个紧而敏感的平台.
- 这项技术为先进的可穿戴生物传感应用铺平了道路.
- 直接电读取消除了对大型光谱仪的需求,提高了便携性.
