Biosensor híbrido de fibra terahertz de doble canal Zeonex-MoS para la detección de análisis múltiple

Área de la Ciencia:

• La fotónica es la fotónica.
• Tecnología de detección de tecnología de detección.
• Ciencia de los materiales Ciencia de los materiales.

Sus antecedentes:

• Los sensores convencionales de un solo canal de resonancia de plasma superficial (SPR) luchan con la detección de múltiples analitos debido al ruido ambiental y la deriva.
• La detección de terahercios (THz) ofrece detección específica no ionizante, pero requiere diseños de sensores mejorados para entornos complejos.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un nuevo sensor de doble núcleo de doble canal microestructurado de fibra cristalina fotónica (DC-DC-MPCF) de doble núcleo para la detección mejorada de THz.
• Para abordar las limitaciones de los sensores SPR convencionales, incluida la sensibilidad al ruido y el rango dinámico limitado.
• Para permitir la detección simultánea del analito y la supresión de errores sistemáticos en aplicaciones de detección.

Principales métodos:

• Utilizó un diseño DC-DC-MPCF con detección independiente y canales de referencia.
• Incorpora una capa de excitación de disulfuro de molibdeno (MoS) en un sustrato de Zeonex para mejorar las interacciones plasmónicas.
• Empleado el método de elementos finitos (FEM) simulaciones para optimizar los parámetros estructurales y evaluar el rendimiento del sensor.

Principales resultados:

• Se logró una alta sensibilidad de amplitud (162.1895 RIU-1) y una sensibilidad de longitud de onda (98087.1 nm/RIU).
• Funcionamiento independiente demostrado de canales duales, con compensación efectiva de perturbaciones ambientales por el canal de referencia.
• Alcanzó una resolución de longitud de onda de 1.019 × 10-6 RIU y una amplia adaptabilidad del índice de refracción (1.33-1.45).

Conclusiones:

• El sensor DC-DC-MPCF desarrollado proporciona una plataforma robusta para la detección de alta precisión, en tiempo real y con múltiples analíticos.
• El diseño del sensor mitiga efectivamente el ruido ambiental y la deriva, mejorando la precisión de la detección.
• Esta tecnología tiene un potencial significativo para aplicaciones en diagnósticos biomédicos y monitoreo ambiental.