使用基于开放D通道PCF的SPR生物传感器进行高度敏感的癌症检测.

科学领域:

• 光子学和生物传感技术
• 用于化学传感的纳米材料

背景情况:

• 表面等离子体共振 (SPR) 是一种无标签的技术,用于检测包括癌细胞在内的生物分析物.
• 现有的SPR生物传感器在灵敏度和结构稳固性方面存在局限性.

研究的目的:

• 设计和数值分析基于新型光子晶体纤维 (PCF) 的SPR生物传感器,用于增强癌细胞检测.
• 调查传感器检测癌细胞相关的特定折射率 (RI) 范围内的分子的性能.

主要方法:

• 一个D通道PCF被设计成一个金 (Au) 和二氧化 (TiO2) 的等离子层.
• 在COMSOL多物理中使用有限元法 (FEM) 和完美匹配层 (PML) 进行了数值分析.
• 传感器的灵敏度被评估为RI变化从1.36到1.401,对应于六种癌细胞类型.

主要成果:

• 拟议的PCF-SPR传感器达到47000nm/RIU的峰值光谱灵敏度.
• 对于MCF-7和HeLa细胞,最高的光谱灵敏度达到5214.285 nm/RIU,振幅灵敏度为-1481.1 RIU-1.1.
• 与现有的生物传感器相比,该传感器在振幅灵敏度,SNR,FWHM,FOM和DL方面表现出卓越的性能.

结论:

• 新型PCF-SPR生物传感器为无标签的癌细胞检测提供了一个强大而高度敏感的平台.
• 该设计显示了生物传感应用的重大潜力,特别是用于早期癌症诊断.
• 赫拉细胞的最大分辨率为1.19 × 10−5 RIU,FOM为350 RIU−1.1. 这些细胞的最大分辨率为1.19 × 10−5 RIU.