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原文传递一种高灵敏肿瘤标志物光子晶体生物传感器

专利名称：	一种高灵敏肿瘤标志物光子晶体生物传感器
摘要：	本发明提供一种高灵敏肿瘤标志物光子晶体生物传感器，所述传感器以SOI材料为基材，所述传感器包括串联连接的换能器和滤波器，所述换能器为于SOI材料的顶层硅层构建的脊形波导I；所述脊形波导I中沿光传播方向设有一列中心对称的孔径呈依次渐变的圆孔形成的圆孔阵列I，所述滤波器为于SOI材料顶层硅层构建的脊形波导II，所述脊形波导II中沿光传播方向至少设有一列半径相同的圆孔形成的圆孔阵列II；本发明的肿瘤标志物光子晶体生物传感器利用光子晶体的禁带特性，将除换能器基模谐振峰之外的高阶模式谐振峰滤除，使传感器具备大自由光谱范围，在溶液环境中检测下限达fg/mL量级，通过构建生物传感器阵列，可用于多个肿瘤标志物的同时检测。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	上海;31
申请人：	上海前瞻创新研究院有限公司
发明人：	史清;赵建龙;冯世伦;颜泽军
专利状态：	有效
申请日期：	2023-08-22T00:00:00+0800
发布日期：	2023-11-21T00:00:00+0800
申请号：	CN202311060642.6
公开号：	CN117092066A
代理机构：	上海光华专利事务所(普通合伙)
代理人：	许亦琳;余明伟
分类号：	G01N21/41;G01N21/01;G;G01;G01N;G01N21;G01N21/41;G01N21/01
申请人地址：	201108 上海市闵行区申南路515号2幢(B幢)3层
主权项：	1.一种高灵敏肿瘤标志物光子晶体生物传感器，其特征在于，所述传感器以SOI材料为基材，所述传感器包括串联连接的换能器和滤波器，所述换能器为于SOI材料的顶层硅层构建的脊形波导I；所述脊形波导I中沿光传播方向设有一列中心对称的孔径呈依次渐变的圆孔形成的圆孔阵列I，所述滤波器为于SOI材料顶层硅层构建的脊形波导II，所述脊形波导II中沿光传播方向至少设有一列半径相同的圆孔形成的圆孔阵列II。 2.如权利要求1所述的高灵敏肿瘤标志物光子晶体生物传感器，其特征在于，所述圆孔阵列I中的圆孔孔径由中心向两侧依次线性递减；和/或，所述圆孔阵列I中呈中心对称的圆孔对数有N对，其中N≥1；和/或，所述圆孔阵列I中的圆孔与圆孔阵列II中的圆孔均为在厚度方向上贯穿SOI材料中顶层硅层的通孔。 3.如权利要求2所述的高灵敏肿瘤标志物光子晶体生物传感器，其特征在于，所述圆孔阵列I中，中心处的圆孔的孔径为100～140nm，边缘处的圆孔孔径为60～100nm，相邻圆孔的孔间距为350～450nm。 4.如权利要求1所述的高灵敏肿瘤标志物光子晶体生物传感器，其特征在于，所述脊形波导I中沿光传播方向还设有在厚度方向上贯穿SOI材料中顶层硅层的狭缝。 5.如权利要求4所述的肿瘤标志物光子晶体生物传感器，其特征在于，所述狭缝宽度为30～50nm；和/或，所述狭缝连通圆孔阵列I中的所有圆孔。 6.如权利要求1所述的高灵敏肿瘤标志物光子晶体生物传感器，其特征在于，所述圆孔阵列II中，圆孔半径r为80～100nm，圆孔个数为30个，相邻圆孔的孔间距为350～450nm。 7.如权利要求6所述的高灵敏肿瘤标志物光子晶体生物传感器，其特征在于，所述圆孔阵列II中，自阵列两末端延伸分别对称设有多个孔径依次递减的过渡孔。 8.如权利要求7所述的高灵敏肿瘤标志物光子晶体生物传感器，其特征在于，阵列两末端的过渡孔的个数分别为三个，三个所述过渡孔的孔半径为r(n)：其中，n＝1，2或3；nmax＝3；r为圆孔阵列II中阵列中心处圆孔的半径。 9.如权利要求1所述的高灵敏肿瘤标志物光子晶体生物传感器，其特征在于，所述传感器的上方设有微流控芯片，适于生物溶液样本的运送。 10.如权利要求1所述的高灵敏肿瘤标志物光子晶体生物传感器，其特征在于，所述传感器溶液中检测下限达fg/mL量级；和/或，所述传感器折射率检测下限低至10-5量级。