Label-free silicon photonic biosensor system with integrated detector array.
Label-free silicon photonic biosensor system with integrated detector array.
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DOI：
10.1039/b902111f
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发表时间：
2009-08-07
期刊：
影响因子：
6.1
通讯作者：
Lear KL
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Yan R;Mestas SP;Yuan G;Safaisini R;Dandy DS;Lear KL
一个集成的，廉价的，无标签的光子波导生物传感器系统与多分析物的能力已经实现了从商业CMOS线的硅光子集成电路和测试与纳米膜。局域倏逝场阵列耦合（LEAC）生物传感器是基于一种新的物理现象，这是从根本上不同于其他倏逝场传感器的机制。由于生物纳米膜的形成，在波导的上表面处增加的局部折射率导致耦合到埋在波导下的光电检测器阵列中的倏逝场的局部调制。平面光波导生物传感器系统具有20%/nm的光电流调制响应于吸附的牛血清白蛋白（BSA）层小于3 nm厚的灵敏度。除了响应BSA，图案化的光致抗蚀剂的实验以及光束传播方法模拟支持倏逝场移位原理。传感机制使得能够在芯片上集成用于多分析物生物传感器系统的所有光学和电子部件。
An integrated, inexpensive, label-free photonic waveguide biosensor system with multi-analyte capability has been implemented on a silicon photonics integrated circuit from a commercial CMOS line and tested with nanofilms. The local evanescent array coupled (LEAC) biosensor is based on a new physical phenomenon that is fundamentally different from the mechanisms of other evanescent field sensors. Increased local refractive index at the waveguide’s upper surface due to the formation of a biological nanofilm causes local modulation of the evanescent field coupled into an array of photodetectors buried under the waveguide. The planar optical waveguide biosensor system exhibits sensitivity of 20%/nm photocurrent modulation in response to adsorbed bovine serum albumin (BSA) layers less than 3 nm thick. In addition to response to BSA, an experiment with patterned photoresist as well as beam propagation method simulations support the evanescent field shift principle. The sensing mechanism enables the integration of all optical and electronic components for a multi-analyte biosensor system on a chip.
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