基于表面等离子体共振的生物传感器,用于准确和快速检测Mycobacterium结核病菌
Ahmed Afif Rafsan1,2, Simanta Das3, Kowshik Kumar Roy3
1Department of Electrical and Electronic Engineering, Metropolitan University, Bateshwar, Sylhet, Bangladesh. ahmedafifrafsan00@gmail.com.
Mikrochimica acta
|November 4, 2025
概括
这项研究引入了一种新的光学表面等离子体共振 (SPR) 生物传感器,用于快速检测Mycobacterium结核病. 先进的设计提供了高灵敏度和精度,对于及时的结核病诊断和治疗至关重要.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 光学生物传感器的使用
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- 结核病 (TB) 仍然是一个重大的全球健康威胁,导致严重的疾病和死亡率.
- 结核病的延迟诊断延长了传染性,并导致患者的治疗结果较差.
- 快速准确的检测方法对于有效的结核病控制和治疗至关重要.
研究的目的:
- 探索一个高度敏感的光学表面等离子体共振 (SPR) 生物传感器,以快速准确地检测Mycobacterium tuberculosis.
- 优化一种新的多层传感器结构,以增强等离子体反应和生物相互作用.
- 评估拟议的生物传感器的性能指标,用于潜在的非侵入性结核病诊断.
主要方法:
- 使用转移矩阵方法 (TMM) 进行数值模拟,以设计和优化传感器结构 ( /
- 用于验证模拟结果和验证传感器性能的有限元技术 (FEM).
- 系统地评估关键性能指标,包括在生物折射率范围内的角度灵敏度,QF,SNR,DA和FOM.
主要成果:
- 拟议的SPR生物传感器设计实现了615.33°/RIU的最大角度灵敏度.
- 关键性能指标显示出高效率:峰值QF为275.29 RIU−1,DA为0.50 deg−1,SNR为2.20,FOM为1206.3 RIU−1,最低FWHM为2.66°.
- 与之前报告的SPR传感器相比,该传感器表现出更高的灵敏度和整体性能.
结论:
- 将黑 (BP) 和氧化 (AlON) 集成到基于F的镜结构中,代表了结核病诊断的创新方法.
- 开发的SPR生物传感器为高度敏感,准确和潜在的非侵入性检测Mycobacterium tuberculosis提供了一个有前途的途径.
- 这项研究有助于推进用于打击全球结核病负担的快速诊断工具.
