حسگر فیبر نوری تشدید پلاسمون سطحی جهت تشخیص غلظت گلوکز در خون انسان

حسگر فیبر نوری مبتنی بر تشدید پلاسمون سطحی دارای اشکالات خاصی است، از جمله محدودیت در خطی بودن و آسیب پذیری در برابر نوسانات دمای خارجی. به منظور دستیابی به این هدف، ما یک بیوحسگر تشدید پلاسمون سطحی  جبران کننده دما را ارزیابی می کنیم که از تداخل سنج ماخ زندر استفاده می کند. حسگر زیستی با ساختاری متشکل از یک فیبر چند حالته مخروطی، یک فیبر تک حالته و یک فیبر چند حالته دیگر ساخته شده است. پدیده تشدید پلاسمون سطحی توسط یک لایه نقره ای که با استفاده از اکسید گرافن احیا شده  و اسید پیرن-بوریک اصلاح شده است، ایجاد می شود، که گلوگز ها را از طریق برهمکنش های π-π در کنار هم قرار می دهد و اتصال گلوگزی ایجاد می کند. جبران تاثیر دمای محیط بر تشدید پلاسمون سطحی  با تحریک اثر تداخل سنج ماخ زندر  با استفاده از ساختار یک فیبر تک حالته و یک فیبر چند حالته به دست می آید. به منظور بررسی سیگنال های تداخل سنج ماخ زندر  و تشدید پلاسمون سطحی به طور جداگانه، ما از تبدیل فوریه سریع برای تشخیص اثرات تداخل سنج ماخ زندر  و تشدید پلاسمون سطحی استفاده کردیم. خطی بودن حسگر با استفاده از یک روش برازش مرکز که از جابجایی مختصات مرکز محاسبه شده به جای طول موج تشدید از یک شیب تک تشدید پلاسمون سطحی استفاده می‌کند، بهبود یافت. نتایج آزمایش ما نشان داد که حسگر ما دارای حساسیت گلوکز 2.819 نانومتر بر میلی‌مولار است. محدوده خطی آن بین 0 تا 10 میلی مول در لیتر است و قادر به انجام جبران دما به طور همزمان است. حسگر تشدید پلاسمون سطحی پیشنهادی در این پژوهش به طور فشرده طراحی شده و برای تشخیص دقیق غلظت گلوکز در خون انسان مناسب است.

wsurface plasmon resonance optical fiber sensor to detect glucose concentration in human blood

wfiber optic sensor based on surface plasmon resonance has certain drawbacks, including limitations in linearity and vulnerability to external temperature fluctuations. in order to achieve this goal, we evaluate a temperature-compensated surface plasmon resonance biosensor that uses a mach-zehnder interferometer. the biosensor is made with a structure consisting of a tapered multimode fiber, a single mode fiber and another multimode fiber. the surface plasmon resonance phenomenon is caused by a silver layer modified using reduced graphene oxide and pyrene-boric acid, which brings glucoses together through π-π interactions and glucose bonding. creates compensation of the effect of ambient temperature on surface plasmon resonance is obtained by stimulating the effect of mach-zehnder interferometer using the structure of a single-mode fiber and a multi-mode fiber. in order to investigate the signals of mach-zehnder interferometer and surface plasmon resonance separately, we used fast fourier transform to distinguish the effects of mach-zehnder interferometer and surface plasmon resonance. the linearity of the sensor was improved by using a center fitting method that uses the shift of the center coordinates calculated from a single resonant surface plasmon gradient instead of the resonance wavelength. our test results showed that our sensor has a glucose sensitivity of 2.819 nm/mm. it has a linear range of 0 to 10 mmol/l and is capable of simultaneous temperature compensation. the surface plasmon resonance sensor proposed in this research is compactly designed and suitable for accurate detection of glucose concentration in human blood.