Например, Бобцов

БИОСЕНСОР НА ОСНОВЕ МЕТАПЛЕНКИ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ГЛЮКОЗЫ В КРОВИ ЧЕЛОВЕКА

Аннотация:

 Предмет исследования.Изучена возможность использования метапленки в качестве биосенсора для определения концентрации глюкозы в крови человека. Метод. Использована метапленка – полосовой фильтр на основе крестообразных резонаторов для терагерцового диапазона частот, на спектр пропускания которого сильно влияет изменение свойств окружающей среды, в том числе изменение показателя преломления. Изменение концентрации глюкозы в крови влечет за собой изменение оптических свойств крови, поэтому, если фильтр находится в контакте с кровью, она смещает спектр пропускания фильтра в сторону меньших частот, причем величина этого смещения зависит от содержания сахара. Основываясь на более ранних исследованиях зависимости диэлектрической проницаемости крови от концентрации глюкозы, выбраны три частоты, на которых проводилось более детальное изучение. Все спектры пропускания были получены в результате численных экспериментов в среде COMSOL Multiphysics. Основные результаты. Разработан общий алгоритм подбора геометрических параметров фильтра на основе крестообразных резонаторов для заданных резонансной частоты и добротности. С помощью этого алгоритма рассчитаны три биосенсора, с различными спектральными характеристиками, с целью выявления лучших свойств фильтра для биосенсорных применений. Доказана возможность использования биосенсора на основе метапленки для определения концентрации глюкозы в крови, причем фильтр с большей резонансной частотой (0,5 ТГц) обладает большей чувствительностью – от 2,0 ммоль/л до 0,5 ммоль/л в диапазоне 3,0–19,0 ммоль/л. Практическая значимость. Данный метод позволит в дальнейшем перейти от инвазивного измерения концентрации глюкозы в крови к неинвазивному, поскольку изменение химического состава крови может изменять показатель преломления кожи. В свою очередь, биосенсоры данного типа обладают высокой чувствительностью к изменению оптических свойств материала.

Ключевые слова:

Постоянный URL

Статьи в номере

Содержание © 1993–2024 Университет ИТМО
Разработка © 2015 Университет ИТМО