生物传感器可以在不久的将来集成到智能手机,智能手表和其他小工具中。莫斯科物理技术学院的研究人员在1月份的《传感器》上发表的一篇论文中,描述了一种将生物探测器的灵敏度提高到可以在移动和可穿戴设备中使用的方法。
到目前为止,尚未将生物传感器用于消费产品,因为可用的设备不够灵敏,并且对于消费市场而言价格过高中国化工网okmart.com。但是,来自MIPT光子学和2D材料中心的研究人员提出了一种新的生物传感器设计,该设计可以使检测器的灵敏度提高很多倍,并且价格也可观地降低。
来自纳米光学和等离子实验室的MIPT研究生Kirill Voronin解释说:“传统的生物传感器将环形谐振器和位于同一平面的波导结合在一起。”他提出了该研究的想法。“我们决定将这两个元素分开,并将它们放在两个不同的平面中,并使环位于波导上方。”
研究人员之前未测试两层传感器布局的原因是,在实验室环境中制造平面单层设备更加容易。通过沉积并蚀刻薄膜,可以同时生产环形谐振器和波导。替代性的两级设计对于原型设备而言不太方便,但对于批量生产的传感器却便宜。其原因是,电子工厂的技术过程适合于逐层放置有源元件。
两层生物传感器设计带来了更高的灵敏度。生物传感器通过记录由有机分子吸附引起的表面折射率的轻微变化来进行操作。这些变化通过谐振器检测,谐振器的谐振条件取决于外部介质的折射率。由于即使是最细微的折射率波动也会引起明显的共振峰位移,因此生物传感器几乎对落在其表面上的每个分子都做出反应。
该论文的合著者,MIPT纳米光学和等离子技术实验室的首席研究员Aleksey Arsenin表示:“我们将条形波导定位在谐振器下方的整体电介质中。” “谐振器又位于介电基板和外部环境之间的界面。通过优化两种周围介质的折射率,我们获得了明显更高的灵敏度。”
所提出的生物传感器布局在电介质中同时具有光源和检测器。保留在外面的唯一部分是敏感元件。
MIPT光子学和2D材料中心的负责人瓦伦汀·沃尔科夫(Valentyn Volkov)估计,基于所提出的技术开发工业设计大约需要三年时间。