基于连续体束缚态的高灵敏度传感器在癌细胞检测中的应用

《IEEE Transactions on Biomedical Engineering》：High Sensitivity Sensor based on Bound State in the Continuum in Detection for Cancer Cells

太赫兹生物传感器利用双分裂环阵列实现准连续谱束缚态检测，在2.35 THz处获得522 GHz/RIU的高灵敏度，成功区分正常细胞与三种癌细胞，结合机器学习实现低维分类分析，为无标记长期细胞监测提供新方法

　　

摘要：

尽管基于连续介质中的束缚态（BIC）的太赫兹（THz）超表面在生物医学应用中受到了广泛关注，但其在高灵敏度癌细胞检测中的技术实现仍是一个关键挑战。在这项研究中，我们提出了一种利用双分裂环谐振器（DSRR）阵列实现准束缚态（Q-BIC）的THz生物传感器。数值模拟显示，在2.35 THz处存在一个高Q值的共振峰，检测灵敏度达到522 GHz/RIU。实验上，通过检测正常细胞（小鼠脾细胞）和三种癌细胞系（LLC、LoVo和MC38）验证了该传感器的性能。此外，通过整合机器学习算法将高维光谱数据投影到低维空间中，实现了细胞类型的区分。本研究建立了一种无标记的长期细胞监测方法，推动了THz技术作为实际生物医学应用创新平台的发展。