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通过激光照射提高AlGaN/GaN晶体管生物传感器对皮质醇检测的灵敏度
摘要： 本研究中，采用高电子迁移率晶体管（HEMT）器件作为免疫生物传感器，通过皮质醇单克隆抗体（c-Mab）的特异性结合来测量应激激素皮质醇的浓度。同时，该HEMT传感器通过光照产生光电流以增强灵敏度。光泵浦可辅助生物传感器识别更细微的变化，使检测限（LOD）提升至1.0 pM皮质醇水平——这是基于半导体器件的皮质醇生物传感器实现的最低检测水平，且表面电位灵敏度的提升由激光（532 nm）诱导产生。当施加-3 V栅极电压时，光电流放大的输出电流比暗态原始电流高出约3.39%。由于该器件不仅适用于标准皮质醇溶液，还可用于真实人体唾液样本，有望应用于即时检验（POCT）的体外直接诊断。
关键词： HEMT、生物传感器、皮质醇、AlGaN/GaN、激光照射
更新于2025-09-23 15:21:01
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二氧化硅/碳化硅光栅在银基高性能光纤等离子体传感检测皮质醇浓度中的应用
摘要： 本文报道了一种基于光栅结构的光纤等离子体传感器的高精度模拟研究，该传感器用于唾液皮质醇检测。研究采用SiO?和SiC光栅（每次仅使用一种）与薄银层直接接触待测介质（含不同浓度皮质醇的溶液），并假设光栅沟槽区域也充满待测介质。通过优化银层厚度以实现对应皮质醇浓度变化的最大功率损耗（PL）。该方案的传感机制是通过入射角（α）变化引起的PL（以dB为单位）光谱响应来实现。研究从灵敏度、检测限（LOD）及综合灵敏度与PL曲线宽度的品质因数（FOM）三方面全面分析了传感性能。结果表明：虽然灵敏度和FOM值显著较高，但在角度询问模式（AIM）下，SiO?和SiC基传感器设计的平均LOD分别为9.9 pg/mL和9.8 pg/mL；若采用强度询问法（IIM）替代AIM，两者的平均LOD分别达到22.6 fg/mL和68.17 fg/mL。特别是采用IIM时，其LOD显著优于现有皮质醇监测技术水平。论文还讨论了该传感器方案的实际应用模型。由于采用光纤设计，该传感器可实现柔性化应用，或作为可穿戴设备通过汗液监测检测皮质醇，亦适用于养殖水箱等皮质醇浓度低于10 ng/mL的低浓度环境检测。
关键词： 灵敏度、光纤、等离子体、皮质醇、传感器、优值
更新于2025-09-19 17:13:59