先进的SPR生物传感器采用优化的金-TiO2 D形光子晶体纤维,用于精确检测多种癌症
Mohammad Reza Khodatars Dashtmian1, Vahid Fallahi2,3, Mahmood Seifouri4
1Faculty of Electrical Engineering, Shahid Rajaee Teacher Training University, Tehran, Iran.
Scientific reports
|November 20, 2025
概括
这项研究优化了表面等离子体共振 (SPR) 生物传感器,使用D形光子晶体纤维 (PCF) 与金和二氧化层. 增强的生物传感器在检测癌细胞和微小的折射率变化方面表现出高灵敏度和精度.
科学领域:
- 光子学和生物传感技术
- 材料科学和纳米技术材料科学和纳米技术
背景情况:
- 表面等离子共振 (SPR) 生物传感器对于无标签的生物分子检测至关重要.
- 光子晶体纤维 (PCF) 为增强感应提供独特的限制光特性.
- 二氧化 (TiO2) 涂层可以提高基于黄金的SPR传感器的性能.
研究的目的:
- 设计,研究和优化使用D形PCF的SPR生物传感器.
- 通过材料分层和结构优化来提高生物传感器灵敏度和诊断准确度.
- 开发一个简单但高性能的生物传感平台.
主要方法:
- 用金和TiO2层制造D形PCF.
- 优化结构参数以实现有效的光合和信号增强.
- 使用各种癌细胞系和折射率变化进行性能评估.
主要成果:
- 达到42,000nm/RIU的最大波长灵敏度 (WS).
- 记录的最大幅度灵敏度 (AS) 为-1862.72 RIU.
- 获得的最大功绩数字 (FOM) 为 1393.128 RIU-1.
- 在多种癌细胞类型中表现出异常的诊断准确性.
结论:
- 优化的D形PCF SPR生物传感器为检测微小的折射率变化提供了高灵敏度和精度.
- TiO2 层显著提高了传感器的性能.
- 这种生物传感器为生物和化学传感应用提供了一个可靠和准确的平台.
