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基于石墨烯的生物传感器用于检测中红外区域的复合振动指纹

DOI：10.3390/nano9101496 期刊：Nanomaterials 出版年份：2019 更新时间：2025-09-11 14:15:04
摘要： 本研究提出了一种基于周期性石墨烯纳米带的无标记多谐振石墨烯生物传感器，用于检测中红外波段的复合振动指纹信号。通过传输光谱中的不同谐振模式，生物分子的多重振动信号被同步增强并检测。每个传输凹陷均可通过调节对应石墨烯纳米带的外加栅压实现独立调控。研究对几何参数进行了优化以获得优异的传感性能，并近似评估了检测限。该生物传感器还能在宽入射角范围内工作，通过电场强度分布图揭示了其物理机制。此外，还提出了一种基于周期性石墨烯纳米盘的新型生物传感器，其性能不受入射光偏振态影响。本研究成果可为设计适用于生物分析和制药领域的石墨烯基生物传感器提供潜在方案。
作者： Yijun Cai，Yanfen Hang，Yuanguo Zhou，Xuanyu Wang，Jinfeng Zhu，Jingwen Yang
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

设计一种无标记的多谐振石墨烯基生物传感器，用于检测中红外区域的复合振动指纹，实现对生物分子多个振动信号的同步增强与检测。

研究成果

所提出的含GNRs的MRGB不仅能通过检测等离子体共振光谱偏移作为折射率生物传感器使用，还能因等离子体与分子振动的共振耦合同时识别多种生物分子的复合振动指纹。此外，它具有对单个等离子体共振进行独立调控的能力，在实际传感应用中具有重要意义和灵活性。

研究不足

由于生物分子的近似处理较为粗糙，MRGB的精确灵敏度难以计算。检测限的评估采用近似方法，可能不够精确。

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