تاثیر پارامترهای ساختاری در عملکرد حسگر زیستی مبتنی بر بلور فوتونی در تشخیص مولکولهای زیستی ادرار

در این تحقیق یک حسگر زیستی مبتنی بر بلور فوتونی دوبعدی برای تشخیص مولکولهای زیستی در ادرار با استفاده از نرم افزار لومریکال در بازه طول موجی ۱۰۰۰ تا ۱۸۰۰ نانومتر شبیه سازی شده است. شناسایی موثر این ترکیبات می تواند به تشخیص زودهنگام بیماری هایی مانند دیابت، نارسایی کلیوی و برخی انواع سرطان کمک کند. حسگر پیشنهادی از ساختار بلور فوتونی دو بعدی با ساختار شش ضلعی از حفره های دایره ای هم اندازه به عنوان یک سیستم نوری حساس برای شناسایی تغییرات در ویژگی های نوری ناشی از تعاملات مولکول های هدف با سطح حسگر استفاده می کند. برای دستیابی به شرایط تشدید نوری، نقص ساختاری درون شبکه بلور فوتونی ایجاد شده است. با تغییر ثابت شبکه و شعاع حفره ها رفتار نور در این ساختار بلور فوتونی شبیه سازی شده است تا ویژگی های حساس به حضور مولکول های زیستی در نمونه های ادرار مشخص شود. نشان داده شد که تغییر بهینه ی ثابت شبکه و شعاع حفره ها منجر به جابجایی طول موج تشدید، افزایش فاکتور کیفیت Q و همچنین حساسیت پاسخ دهی ساختار می گردد. نتایج شبیه سازی ها نشان می دهند که حسگر مورد نظر قادر به شناسایی مولکول های زیستی با دقت بالا و در غلظت های پایین است. این سیستم می تواند در تشخیص بیماری ها و آزمایش های پزشکی کاربردهای زیادی داشته باشد.

کلیدواژه ها:

حسگر ، زیستی ، بلور ، فوتونی ، نانوساختار ، برهمکنش ، گاف باند