基于二氧化和MXene纳米材料的表面等离子体共振生物传感器对病毒SARS-CoV-2检测的数值研究
Swati Srivastava1, Sachin Singh1, Adarsh Chandra Mishra1
1Photonics and Photovoltaic Research Lab, Department of Physics and Material Science, Madan Mohan Malaviya University of Technology, Gorakhpur, 273010 India.
Plasmonics (Norwell, Mass.)
|June 26, 2023
概括
使用表面等离子体共振 (SPR) 的新生物传感器检测到SARS-CoV-2. 这种新型传感器实现了超高的角度灵敏度,为快速准确的早期病毒诊断提供了有前途的工具.
科学领域:
- * 纳米技术的使用
- * 生物感应 生物感应
- * 光学是指光学上的东西.
背景情况:
- * 检测SARS-CoV-2病毒仍然是一个关键的全球卫生挑战.
- * 表面等离子体共振 (SPR) 生物传感器为生物分子检测提供高灵敏度.
- *提高SPR生物传感器性能对于早期和准确的诊断至关重要.
研究的目的:
- *提出一种基于SPR的新型生物传感器,用于敏感的SARS-CoV-2病毒检测.
- * 从理论上研究和优化拟议的生物传感器的性能.
- * 为了证明增强的角度灵敏度,以改善病毒检测.
主要方法:
- *使用CaF2镜,银 (Ag),TiO2和MXene纳米层设计一个克雷茨曼配置的SPR生物传感器.
- *使用弗雷内尔方程和转移矩阵方法 (TMM) 对性能参数的理论分析.
- * 计算和优化角度灵敏度,FWHM,检测精度 (DA),检测极限 (LOD) 和质量因子 (QF).
主要成果:
- * 实现了346°/RIU的超高角度灵敏度,用于检测SARS-CoV-2.
- *优化的性能参数包括FWHM (2.907°),DA (0.3439°-1),LOD (1.445 × 10-5),和QF (118.99 RIU-1),这些参数都已经得到了优化.
- * 提议的TiO2纳米层有效地防止了Ag氧化,并增强了 evanescent 场.
结论:
- *与现有文献相比,开发的SPR生物传感器具有显著增强的角度灵敏度.
- * 传感器设计可为早期检测SARS-CoV-2提供快速和准确的诊断.
- * 这项工作为开发先进的生物样品传感器件提供了一个有前途的平台.
