随着介质纳米天线的迅速发展,光波段的辐射结构装置不断被开发出来。介质天线生物传感器正逐渐成为生物分子检测领域研究和应用的新热点。在介质纳米天线装置的设计中,惠更斯元结构的设计至关重要,其结构参数直接影响到透/反射谱中谐振峰的品质因子,进而影响生物分子检测的灵敏度。基于介质纳米天线的生物平台,通常应具备小型化和高品质因子谐振信号的特点。相比于常用的乙酰胆碱酯酶(AChE)的检测方法,介质纳米天线检测方法更加直接、高效、安全性高。本文研究首次应用于AChE检测的硅圆盘介质天线。利用时域差分法仿真软件FDTD,分析不同硅圆盘元结构的尺寸、周期以及背景折射率对后向出光的影响。借助电子束光刻技术制作天线结构和搭建样品测量光学系统,根据电谐振位置实现对结构表面环境折射率的标定,灵敏度达到222 nm/RIU。利用湿测法最小可探测AChE浓度为0.1 mg/ml,同时引入化学键耦合法辅助动态监测AChE浓度变化过程,无需对检测物质进行标记,通过对天线结构表面进行改性,在表面固定AChE抗体,实现对AChE的特异性监测过程,最小可监测浓度为0.01 mg/ml,相比湿测法高出十个数量级。乙酰胆碱酯酶(AChE)浓度的高灵敏度检测是水体污染控制和治理的重要手段,此次研究内容将对水体污染防治提供技术支持。