Si₃N₄ 液体样本微波共振器基础的折射率检测:比较波长扫描和固定波长探测

科学领域:

• 光子学和微流体学
• 分析化学 分析化学
• 生物感应是一种生物感应.

背景情况:

• 折射率 (RI) 测量对于液体检测至关重要,但商业探测器在范围和速度方面存在局限性.
• 与微流体相集成的微环共振器 (MRR) 提供了较低样本体积和更大的动态范围的增强RI传感性能.

研究的目的:

• 开发和演示一个紧的,芯片规模的折射率探测器,使用化 (Si3N4) 微环共振器 (MRR) 集成到微流体系统中.
• 为了比较流通液体传感的两个查询方式:共振波长扫描和固定波长探测.
• 评估设备在动态流量条件下的实时测量性能及其在色谱分离中的适用性.

主要方法:

• 化 (Si3N4) 微环共振器 (MRR) 的制造与低容量微流体系统集成.
• 对共振波长扫描和固定波长探测进行实验比较,用于询问MRR.
• 通过使用葡萄糖溶液,将设备与商业RI探测器进行基准测试.
• 演示传感器在四种糖的同位素分离过程中解决过渡RI峰值的能力.

主要成果:

• 基于Si3N4 MRR的探测器实现了高灵敏度 (113 nm/RIU) 和低检测极限 (sLOD为2.3 × 10-6 RIU).
• 该设备在动态流量条件下证明了实时操作,成功地解决了短暂的折射率峰值.
• 在四种糖的同位素分离中成功应用,展示了其在染色体分析中的实用性.

结论:

• 集成的Si3N4 MRR提供了一个多功能和小型化的平台,用于基于流量的分析系统中的定量,高速折射率传感.
• 与商业替代品相比,开发的芯片尺度RI探测器提供了更高的性能,特别是在动态流量条件下.
• 这项技术对先进的传感方案和分离科学和生物传感中的应用具有重大潜力.