Розробка та аналіз високопродуктивного капсулоподібного біосенсора на 2D фотонних кристалах: застосування в біомедицині
| Автори | H. Tayoub1,2 , A. Hocini1 , A. Harhouz1 |
| Афіліація |
1Laboratoire d’Analyse des Signaux et Systèmes, Department of Electronics, University of M’Sila BP.166, Route Ichebilia, M’Sila, 28000, Algeria 2Research Center in Industrial Technologies CRTI, P.O.BOX:64, Cheraga 16014, Algiers-Algeria |
| Е-mail | hadjira.tayoub@univ-msila.dz |
| Випуск | Том 13, Рік 2021, Номер 6 |
| Дати | Одержано 12 вересня 2021; у відредагованій формі 02 грудня 2021; опубліковано online 20 грудня 2021 |
| Цитування | H. Tayoub, A. Hocini, A. Harhouz, Ж. нано- електрон. фіз. 13 № 6, 06005 (2021) |
| DOI | https://doi.org/10.21272/jnep.13(6).06005 |
| PACS Number(s) | 07.07.Df, 42.79.Pw |
| Ключові слова | Фотонно-кристалічний (PhC) біосенсор, Компоненти крові, Рак (191) , Чутливість (27) , Добротність (6) , Капсула-мікропорожнина. |
| Анотація |
У статті успішно запропонований, розроблений та оцінений новий капсулоподібний біосенсор на двовимірних фотонних кристалах (2D-PhC), який може визначати різні рідини організму та ракові клітини для біомедичних застосувань. Для виявлення компонентів крові та ракових клітин проведено моделювання та аналіз з використанням методу розкладання плоскої хвилі (PWE) та алгоритму кінцевих різниць у часовій області (FDTD), для яких відбираються зразки у рідкій формі та поміщуються у капсулоподібну порожнину. Біосенсор складається з капсулоподібної порожнини, з'єднаної з двома хвилеводами, а чутлива область має капсульну геометрію і розташована в центральній області оптичного хвилеводу. Чутливий механізм запропонованого біосенсора заснований на зміні показника заломлення аналіту. Висока чутливість 609,25 нм на одиницю показника заломлення (нм/RIU), низька межа виявлення 3,9×10 – 6 RIU і добротність до 107 спрогнозовані для конкретного розташування сенсорної матриці в діапазоні довжин хвиль від 1,4367 до 2,0233 мкм. Ці значення демонструють потенціал біосенсора, який розглядається. Щоб переконатися у достовірності запропонованого біосенсора, проведено порівняння результатів цієї роботи та відповідної літератури для фотонно-кристалічних (2D-PhC) біосенсорів. |
|
Перелік посилань |
Інші статті цього номера
1) Вплив густини дефектів на сонячні елементи n-c-Si на основі гетеропереходу з внутрішнім тонким шаром [06001-1-06001-4]2) Порівняльне дослідження впливу µc-Si:H, a-Si:H, pm-Si:H та µc-SiOx як пасивуючого шару на продуктивність сонячних елементів HIT n-c-Si [06002-1-06002-4]
3) Підвищена чутливість до вологості гідротермально синтезованих наночастинок оксиду олова [06003-1-06003-5]
4) Моделювання та імітація польового транзистора MOSFET (з high-k діелектриком) з використанням генетичних алгоритмів [06004-1-06004-5]
5) Порівняльне дослідження теплових та оптичних властивостей бінарних нанокомпозитів на основі PANI [06006-1-06006-4]
6) Порівняльний аналіз електричних властивостей нанокристалічних гідрату NiMoO4 та α-NiMoO4, отриманих гідротермальним методом [06007-1-06007-6]
7) Обробка воднем плівкових датчиків SPR: експерименти та теоретичне моделювання [06008-1-06008-5]
8) Вплив Ag на поверхневий стан TiO2, оптичну активність та його цитотоксичність [06009-1-06009-5]
9) Розподіл нерівноважних носіїв заряду в двосторонньому макропористому кремнії з різною товщиною пористих шарів [06010-1-06010-5]
10) Si- and Ge-FinFET Inverter Circuits Optimization Based on Driver to Load Transistor Fin Ratio [06011-1-06011-4]
11) Про оптогальванічну спектроскопію з роздільною здатністю в часі неону у розряді з порожнистим катодом [06012-1-06012-6]
12) Вплив вмісту дисиліциду молібдену на мікроструктуру та фазові перетворення покриттів ZrB2-MoSi2-10Al після відпалу на повітрі [06013-1-06013-4]
13) Оптичні властивості тонкої плівки ZnO: імітаційне дослідження для оптоелектронних застосувань [06014-1-06014-4]
14) Особливості фотоелектричних процесів в плівкових гетеросистемах сульфіду та телуриду кадмію з нанорозмірними шарами у тильних контактах [06015-1-06015-6]
15) Порівняльне дослідження оптоелектронних характеристик нелегованих, легованих Mg та спільно легованих F/Mg нанокристалічних тонких плівок ZnO для застосування в сонячних елементах [06016-1-06016-6]
16) Порівняльне дослідження та характеристики відновленого оксиду графену (RGO) та пористого відновленого оксиду графену (P-RGO) на основі відходів шкаралупи кокосового горіха [06017-1-06017-6]
17) Вплив форми армуючих частинок на поведінку композиційних матеріалів [06018-1-06018-4]
18) Суперпарамагнетизм в ниткоподібних кристалах Si1 – xGex (B, Hf) [06019-1-06019-5]
19) Топографічний аналіз впливу відпалювання на зернограничну структуру полікремнієвих плівок [06020-1-06020-4]
20) Електрохімічні властивості гібридних суперконденсаторів, сформованих на основі нанопористого вуглецю та вольфрамату нікелю [06021-1-06021-5]
21) Експериментальні дані про динамічні зміни радіоімпульсів при їх випромінюванні п'єзокерамічними електромеханічними перетворювачами [06022-1-06022-5]
22) Оксид титану, легований залізом: синтез, структурні, магнітні та фотокаталітичні властивості [06023-1-06023-7]
23) Властивості аморфного кремнезему, синтезованого із мідеплавильних шлаків [06024-1-06024-6]
24) Механізми зміцнення поверхневого шару дюралюмінію, модифікованого імпульсним релятивістським електронним сильнострумовим пучком [06025-1-06025-6]
25) Аналіз механізмів підвищення ефективності промислових кремнієвих сонячних батарей [06026-1-06026-8]
26) Чисельний аналіз динаміки наночастинок у в'язкій рідині: Детерміністичний підхід [06027-1-06027-5]
27) Енергетичні та частотні властивості планарних n+-n-n+ діодів з бічними активними границями [06028-1-06028-4]
28) Методи розрахунку передавальних функцій широкосмугових пластинчатих п'єзоперетворювачів з перехідними шарами [06029-1-06029-6]
29) Оцінка виготовлення пристроїв від FET до CFET: огляд [06030-1-06030-8]
30) Аналіз шуму перехресних перешкод за допомогою міжз'єднань графенової нанострічки шляхом зміни відстані між дротами та середнього вільного пробігу електронів [06031-1-06031-4]
31) Дослідження структурних, електричних та корозійних властивостей плівок NbN, нанесених методом магнетронного напилення (живлення постійним струмом) при різних потужностях [06032-1-06032-6]
32) Оптичні властивості гібридних тонких плівок CuSCN/стільбазолієвий барвник [06033-1-06033-4]
33) Аналіз продуктивності GAA MOSFET при кріогенній температурі для субнанометрового режиму [06034-1-06034-4]
34) Вивчення та проектування масивів друкованих прямокутних мікросмугових антен на робочій частоті 27,5 ГГц для додатків 5G [06035-1-06035-5]
35) Вплив кута падіння світла на характеристики текстурованих кремнієвих сонячних елементів [06036-1-06036-5]
