酸聚合物光纤用于测量基于LSPR传感器的折射率
Fatemeh Arefnia1, Mohammad Ismail Zibaii2, Azam Layeghi1
1Laser and Plasma Research Institute, Shahid Beheshti University, Tehran, 19839 69411, Iran.
Scientific reports
|August 11, 2024
概括
这项研究引入了一种新的聚合物光纤局部表面等离子体共振 (LSPR) 传感器,用于生物医学折射率 (RI) 检测. 这种生物相容,可降解的传感器表现出高灵敏度,对临床诊断非常有希望.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 光学传感传感器是什么?
背景情况:
- 光纤局部表面等离子体共振 (LSPR) 传感器在生物医学应用中提供高灵敏度的折射率 (RI) 检测.
- 传统的光纤在人体内植入时面临着局限性,需要替代材料和设计.
- 聚合物光纤 (POF) 是可植入传感器的灵活,生物相容和潜在可降解的替代品.
研究的目的:
- 设计和制造一种新的基于聚合物的LSPR传感器,用于增强生物医学RI检测.
- 解决在体内传感应用中常规光纤的局限性.
- 开发一种高灵敏度,无标签的生物传感器,用于临床诊断.
主要方法:
- 利用有限元法 (FEM) 进行聚合物光纤 (POF) 传感器的理论设计和测试.
- 使用聚乙烯酸酸 (POMC) 核心和聚乙烯酸 (POC) 覆盖物制造了一级RI结构.
- 通过使用微球光纤尖端和通过LSPR传感等离子体表面处理固定金纳米粒子 (AuNPs) 来提高POF的光合效率.
主要成果:
- 开发的POF是生物相容,灵活和可降解的,在12天内降解率为22%和27%.
- 通过微球尖实现了77.8%的光合效率到POF.
- 显示了高RI灵敏度为7778%/RIU,大约是以前RI POF传感器的5倍,AuNP固定后的伪第一阶动力学.
结论:
- 新型聚合物光纤LSPR传感器为生物医学环境中灵敏,无标签的折射率检测提供了一个有前途的解决方案.
- 传感器的生物相容性,灵活性和可降解性使其适合于临床应用,包括神经科学.
- 结果与理论预测和模拟一致,验证了传感器的设计和性能.
