基于聚合物/金属复合超材料的葡萄糖传感研究  

Glucose sensing research based on polymer/metal composite metamaterials

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作  者:李山磊 卞晓蒙 尤睿 LI Shanlei;BIAN Xiaomeng;YOU Rui(Key Laboratory of Ministry of Education for Optoelectronic Measurement Technology and Instrument,Beijing Information Science and Technology University,Beijing 100192,China;Laboratory of Intelligent Microsystem,Beijing Information Science and Technology University,Beijing 100192,China)

机构地区:[1]北京信息科技大学光电测试技术及仪器教育部重点实验室,北京100192 [2]北京信息科技大学智能微系统实验室,北京100192

出  处:《传感器与微系统》2024年第12期45-48,53,共5页Transducer and Microsystem Technologies

基  金:国家自然科学基金青年科学基金资助项目(62204020);北京市科技新星计划资助项目(Z211100002121075)。

摘  要:基于人工表面等离激元效应,提出了一种基于聚合物/金属复合超材料的太赫兹生物分子传感增强方法。通过飞秒激光原位快速加工完成了聚合物/金属复合超材料的制备,低介电常数的聚合物基底显著提升了生物分子—太赫兹—表面微结构的电磁响应强度,实现了葡萄糖标记物的高灵敏度检测。实验结果显示,超材料器件的Q值高达4.11,对于2~10 mmol/L浓度范围内的葡萄糖溶液,传感灵敏度为4.1 THz/(mol·L^(-1)),检测下限为0.085 mmol/L,证明了太赫兹超材料生物传感器在糖尿病标记物检测方面的应用潜力。Based on the artificial surface equipartition excitation effect,a method for enhancing terahertz biomolecular sensing based on polymer/metal composite metamaterials is proposed.Preparation of polymer/metal composite metamaterials is completed by femtosecond laser insitu rapid processing.Polymer substrates with low dielectric constants significantly enhance the electromagnetic response intensity of biomolecularterahertzsurface microstructures.High sensitivity detection of glucose markers is achieved.The results show that the Q value of the metamaterial is up to 4.11 and the sensing sensitivity is 4.1 THz/(mol·L^(-1))for glucose solutions in the concentration range of 2~10 mmol/L.The lower limit of detection is 0.085 mmol/L.It demonstrates the application potential of terahertz metamaterial biosensors in the detection of diabetes markers.

关 键 词:生物传感器 太赫兹 超材料 葡萄糖检测 

分 类 号:TP212.3[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]

 

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