研究目的
评估砷化镓（GaAs）作为中红外（MIR）光谱生物识别传感方案中有前景替代材料的实用性。
研究成果
已证实将砷化镓（GaAs）作为宽带红外衰减全反射（ATR）传感概念的内部全反射波导材料，是传统ATR波导材料的通用替代方案。砷化镓通过共价硫醇键实现表面化学修饰，为化学/生物传感界面提供了多种固定化架构。该研究表明基于砷化镓架构的芯片级高度集成光子化学/生物传感器具有应用潜力。
研究不足
该研究承认，基于衰减全反射（ATR）的红外传感器对真菌毒素的直接检测可能存在局限性，并指出需要更精密的纳米结构和化学计量策略来提升未来传感器的性能。
1：实验设计与方法选择：
本研究将砷化镓波导与傅里叶变换红外（FT-IR）光谱技术结合，用于直接光谱分析应用。
2：样品选择与数据来源：
选用醋酸钠作为模型分析物，因其具有高水溶性、无毒性及显著的MIR指纹光谱特征。
3：实验设备与材料清单：
使用配备BioATR II样品池和液氮冷却碲镉汞（MCT）探测器的布鲁克Vertex 70 FT-IR光谱仪。
4：实验流程与操作步骤：
采用不同浓度的醋酸钠溶液进行对比性能测试，对砷化镓ATR晶体进行表面修饰，并合成金纳米星（AuNSts）将其固定于砷化镓表面。
5：数据分析方法：
利用醋酸钠两个不同吸收峰的积分峰面积建立校准函数。
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Bruker Vertex 70
FT-IR spectrometer
Bruker Optics
Used for comparative studies of the selected ATR crystal materials.
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Helios NanoLab 600
scanning electron microscope
FEI
Used for SEM imaging of the immobilized AuNSts at the GaAs waveguide disk surface.
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BioATR II cell
Bruker Optics
Optical setup based on a two-crystal design for ATR spectroscopy.
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Mercury cadmium telluride (MCT) detector
Bruker Optics
Liquid nitrogen–cooled detector used for MIR spectroscopy.
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XPS spectrometer
PHI 5800
Physical Electronics
Used for recording XPS spectra of the modified GaAs surfaces.
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