암세포 검출을 위한 안티모넨 코팅 균일 허리 테이퍼형 광섬유 표면 플라즈몬 공명 바이오센서: 설계 및 최적화
소환
Vikas & Saccomandi, P. 암세포 검출을 위한 안티모넨 코팅 균일 허리 테이퍼형 광섬유 표면 플라즈몬 공명 바이오센서: 설계 및 최적화. ACS 오메가 , 2023년 , 8 , 4627-4638.
키워드
- 안티모넨 코팅
- 균일한 허리 테이퍼드
- 광섬유
- 표면 플라즈몬 공명(SPR)
- 바이오센서
- 암세포
- 감광도
- 검출 정확도(DA)
- 성능지수(FOM)
- 검출 한계(LOD)
- 그래핀
- 금(Au)
- 굴절률(RI)
- 감지 매체 굴절률(SMRI)
- 테이퍼 비율(TR)
- 공명 파장(RW)
짧은
새로운 그래핀-안티모넨으로 코팅된 균일한 허리 테이퍼형 광섬유 표면 플라즈몬 공명 바이오센서가 암세포의 초기 단계 검출을 위해 입증되었습니다.
요약
이 기사에서는 다양한 유형의 암세포를 감지할 수 있는 바이오센서의 새로운 설계를 제시합니다. 바이오센서는 균일한 허리 테이퍼형 광섬유 표면 플라즈몬 공명(SPR) 구조에 그래핀-안티모넨 코팅을 활용합니다. 안티모넨은 생체 분자와의 강력한 결합 에너지와 넓은 활성 표면적 때문에 센서의 성능을 향상시킵니다. 센서는 전달 매트릭스 방법 기반 시뮬레이션 플랫폼을 사용하여 설계 및 분석되었습니다.연구의 주요 결과는 다음과 같습니다.
바이오센서는 굴절률(RI) 변화에 대한 높은 감도를 보여 생물학적 솔루션에서 발견되는 센서를 포함하여 광범위한 RI에 걸쳐 다른 센서보다 성능이 뛰어납니다.
이 센서는 인체의 다양한 암세포, 특히 RI가 1.36~1.4 범위인 암세포를 효과적으로 감지합니다.
본 연구에서는 테이퍼 비율이 센서 성능에 미치는 영향을 분석했습니다.
연구원들은 다음과 같은 측정항목을 사용하여 SPR 바이오센서의 성능을 평가했습니다.
민감도 : 센서가 RI의 변화를 얼마나 효과적으로 감지하는지 측정합니다.
FWHM(반치폭) : 서로 다른 RI 값을 구별하는 센서의 능력을 나타냅니다.
검출 정확도(DA) : 표적 분석물질을 식별하는 센서의 정확도를 평가했습니다.
FOM(성능 지수) : 센서의 전반적인 성능에 대한 포괄적인 측정값을 제공합니다.
검출 한계(LOD) : 분석물 농도에서 검출 가능한 가장 작은 변화를 결정합니다.
수치 결과에 따르면 설계된 센서는 다음을 포함하여 다양한 유형의 암을 감지하기 위해 7.3465~15.2414μm/RIU 범위의 놀라운 감도를 달성했습니다.
- 피부암
- 자궁 경부암
- 혈액암
- 부신암
또한 센서는 131.1525 RIU−1의 최대 FOM, 14.2126 μm−1의 DA 및 7.2 × 10−5 RIU의 LOD를 나타냈습니다.
저자들은 이 SPR 센서가 초기 암 진단에 대한 잠재력을 갖고 있으며 바이오센싱 기술의 발전을 약속한다고 결론지었습니다.