基于TeO2漏波导芯片的癌症细胞早期检测设计与数值分析

来自某研究团队（作者信息未明确）的科学家们开发了一种基于TeO2/SiO2漏波导结构的生物传感器，通过检测癌细胞与正常细胞折射率(RIU)差异引起的光学特性变化，实现了乳腺癌、血癌等六类癌症的早期诊断。该设计通过双侧沟槽结构优化模式泄漏，采用有限元法计算得出最高灵敏度达26 dB/m/RIU（皮肤癌基底型），检测限低至11.50 nm RIU/单位损耗，为癌症筛查提供了新型芯片级解决方案。

　　

这项突破性研究展示了一种创新型芯片集成漏波导生物传感器设计，其核心是在二氧化硅(SiO₂)基底上构建具有双侧沟槽结构的二氧化碲(TeO₂)波导。当光波在特殊设计的沟槽结构中传播时，会形成可控的泄漏模式——这种精妙的"漏波效应"使得传感器能够敏锐捕捉癌细胞与健康细胞在折射率上的细微差别。

研究团队采用计算精度极高的有限元法(FEM)对波导参数进行优化，成功实现了特定波长下的显著限制损耗。在针对乳腺癌、血癌(白血病)、肾上腺癌、皮肤癌(包括基底型)、宫颈癌等六类恶性肿瘤的检测中，该系统展现出卓越性能：最高灵敏度达到26分贝每米每折射率单位(dB/m/RIU)，其中对皮肤癌基底型细胞的检测分辨率更是突破至11.50纳米折射率单位(nm RIU)每单位损耗。

这种将漏波导技术与芯片集成相结合的创新方案，不仅大幅提升了检测灵敏度，其微型化特征更预示着未来可开发便携式癌症筛查设备的潜力，为恶性肿瘤的早期诊断开辟了全新途径。