利用二氧化钒和基于TMDCs的金属等离子体生物传感器实现无标记D-甘露醇检测

《IEEE Transactions on AgriFood Electronics》：Label-Free D-Mannitol Detection Using Vanadium Dioxide and TMDCs-Based Metallic Plasmonic Biosensor

　　该研究设计了一种基于钒氧化物（V?O?）的多层表面等离子体共振（SPR）传感器，通过结合过渡金属二卤化物、Pilkington Optiwhite玻璃和银层，显著提升了D-甘露醇的检测灵敏度（300.41 RIU）和选择性，并表现出优异的光学和等离子特性。实验表明，该传感器相比传统SPR技术性能更优，为高灵敏度生物传感提供了新方法

　　

摘要：

识别生物分子（如D-甘露醇）对于生物技术、环境监测和医学诊断至关重要。本研究介绍了一种定制的表面等离子体共振（SPR）传感器，该传感器采用二氧化钒（V?O?）作为关键材料层，以提升检测性能。为了进一步提高性能，该传感器采用了多层结构，包括过渡金属硫属化合物、Pilkington Optiwhite玻璃和银（Ag）层。随着V?O?含量的增加，D-甘露醇的检测灵敏度和特异性也随之提升。实验结果表明，这种新型传感器的性能优于传统SPR传感器：其灵敏度高达300.41 RIU/RIU，优值（figure of merit）为68.96 RIU?1，综合灵敏度因子为67.633，品质因数（quality factor）为200.1248 RIU?1。这种传感器无需标记即可实现实时生物传感，展示了V?O?在高度敏感的生物分子识别方法中的潜力，为相关领域的发展带来了新的机遇。此外，与现有检测技术相比，该传感器的性能更为优越。最后，文中还介绍了实现该传感器实际应用所需的制备方法。