مروری بر پیشرفت های اخیر در زیست حسگرهای تشدید پلاسمون سطحی مبتنی بر پیکربندی کرچمان با تمرکز بر مواد دوبعدی

در دهه‌‎های اخیر، شیوع بیماری‌‎های انسانی به طور پیوسته افزایش یافته است، این امر محققان را به سمت طراحی زیست حسگرهایی با فناوری‌‎های جدید سوق داده است. تحقیقات نشان می‎دهد که ترکیب نانومواد دوبعدی با فلزات نجیب نقش بسزایی در توسعه پارامترهای عملکرد حسگرها همچون حساسیت، ضریب شایستگی و دقت تشخیص دارد. نانو مواد دوبعدی مانند گرافن، فسفر سیاه، مکسین‎‌ها و دی‌کالکوژنیدهای فلزات واسطه پارامترهای عملکرد را به طور قابل‎ ملاحظه‌‌ای بهبود می‌‎دهند و از لایه‌های فلزی در برابر اکسیداسیون نیز محافظت می‌‎کنند. حسگرهای تشدید پلاسمون سطحی مبتنی بر منشور مزایای قابل توجهی نسبت به سایر حسگرهای نوری دارند، از‎جمله می‎توان به حساسیت قابل ملاحظه، دقت و سرعت پاسخ بالا، تشخیص بدون برچسب، مقاومت بالا در برابر تغییرات دمایی محیط و امکان تشخیص مولکول‌‎های زیستی با غلظت و حجم کم اشاره نمود. در این مقاله مروری، تاریخچه و وضعیت فعلی زیست‌‎حسگرهای پلاسمونی مبتنی بر پیکربندی کرچمان با تمرکز بر مواد دو بعدی بررسی شده است و کاربردهای بالقوه آنها در حوزه‌‎های مختلف به ویژه پزشکی ارزیابی شده است. علاوه بر این به معرفی پدیده تشدید پلاسمون‎ سطحی و روش‌‎های تحریک پلاسمون‌‎ها برای اهداف حسگری و زیست حسگری پرداخته شده است. رویکردهای جدید عددی و تحلیلی برای مدل‎سازی زیست حسگرهای پلاسمونی و تعیین پارامترهای عملکردشان نیز بررسی شده است. این مقاله مروری می‎تواند برای جامعه علمی که علاقه‌مند به پژوهش در حوزه زیست حسگرهای پلاسمونی هستند، مفید باشد.

a review of recent advances in surface plasmon resonance biosensors based on kretschmann configuration with a focus on two-dimensional materials

in recent decades, the prevalence of human diseases has increased continuously, this has led researchers to design biosensors with new technologies. research shows that combining two-dimensional (2d) nanomaterials with noble metals significantly develops sensors’ performance parameters such as sensitivity, figure of merit, and detection accuracy. 2d nanomaterials such as graphene, black phosphorus (bp), mxenes, and transition metal dichalcogenides (tmdcs), significantly improve performance parameters and protect metal layers against oxidation. prism-based surface plasmon resonance (spr) sensors have significant advantages over other optical sensors, including remarkable sensitivity, high accuracy and response speed, label-free detection, high resistance to environmental temperature changes, and the possibility of detecting molecules biological with low concentration and volume. in this review paper, the history and current status of plasmonic biosensors based on the kretschmann configuration are investigated, focusing on 2d materials, and their potential applications in various fields, especially medicine, are evaluated. moreover, the phenomenon of surface plasmon resonance and plasmons stimulation methods for sensing and biosensing purposes has been introduced. new numerical and analytical approaches for modeling plasmonic biosensors and determining their performance parameters have also been investigated. this review paper can be useful for the scientific community who are interested in research in the field of plasmonic biosensors.