使用基于镜的表面等离子体共振传感器检测多种疾病:一种TMM和FEM方法
IEEE transactions on nanobioscience
|June 14, 2023
概括
这项研究介绍了一种新的多层表面等离子体共振 (SPR) 生物传感器,用于检测疟疾和 chikungunya 病毒. 该Al-BTO-Al-MoS2配置显示出有希望的灵敏度和疾病检测的准确性.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 纳米技术纳米技术
- 光电学是指光电子产品.
背景情况:
- 早期和准确的疾病检测对于有效的治疗至关重要.
- 表面等离子共振 (SPR) 生物传感器为生物分析物检测提供高灵敏度.
- 多层纳米结构可以提高SPR传感器的性能.
研究的目的:
- 提出和分析新的多层SPR生物传感器配置,用于检测疟疾和奇孔古尼亚病毒.
- 为了比较两个不同的配置的性能:Al-BTO-Al-MoS2和Cu-BTO-Cu-MoS2.
- 使用转移矩阵法 (TMM) 和有限元法 (FEM) 评估传感器性能.
主要方法:
- 多层SPR生物传感器结构 (Al-BTO-Al-MoS2和Cu-BTO-Cu-MoS2) 的设计.
- 使用转移矩阵方法 (TMM) 和有限元素方法 (FEM) 进行模拟和分析.
- 用于绩效评估的角度询问技术.
主要成果:
- Al-BTO-Al-MoS2结构实现了高灵敏度 (大约270度/RIU用于疟疾,大约262度/RIU用于 chikungunya) 具有良好的准确性和质量因素.
- Cu-BTO-Cu-MoS2结构表现出更高的灵敏度 (大约310度/RIU用于疟疾,大约298度/RIU用于 chikungunya),但质量因子较低.
- 两种TMM和FEM方法都产生了可比的结果,验证了传感器性能分析.
结论:
- 拟议的多层SPR生物传感器显示了检测多种病毒性疾病 (如疟疾和 chikungunya) 的潜力.
- 该Al-BTO-Al-MoS2配置提供了良好的平衡的灵敏度,准确性和质量因素.
- 这项研究为开发基于SPR的实用诊断工具提供了理论基础.
