تشخیص باکتری لپتوسپیروز در ادرار جوندگان با حسگر تشدید پلاسمون سطحی با استفاده از ساختارهای جاذب فرامواد

لپتوسپیروز بیماری مشترک بین انسان و دام است که می‌تواند در استخر، رودخانه، آب‌های سطحی، خاک‌های مرطوب لجن‌زارها و در هوای گرم زنده بماند. لپتوسپیروز می‌تواند مستقیماً توسط تماس با ادرار اغلب جوندگان (موش صحرایی، روباه، راکون و غیره) از طریق خراش یا آسیب‌های جزئی و یا غیر مستقیم توسط آب و خاک آلوده به انسان منتقل شود. با توجه به اینکه کشت و رشد این باکتری وقت‌گیر است استفاده از حسگرهای تشدید پلاسمون سطحی با استفاده از ساختار فراماده روش مناسبی برای تشخیص سریع این بیماری است. از آنجا که باکتری لپتوسپیرا از طریق ادرار قابل شناسایی است، در این مطالعه از پنج نمونه ادرار حیوان جونده به‌عنوان ماده مورد حسگری در ساختار طراحی شده استفاده شده است. در ساختار پیشنهادی، فلز طلا به دلیل واکنش‌پذیری خیلی کم و عدم اکسید شدن به‌عنوان فلز پلاسمونی انتخاب شده است. منحنی‌های جذب برای بررسی حساسیت این افزاره به‌دست آمده و نتایج از نظر حساسیت، دقت تشخیص و ضریب کیفیت بررسی و ﺗﺤﻠﯿﻞ ﺷﺪه اﺳﺖ. ﻧﺘﺎﯾﺞ ﻧﺸﺎن ﻣﯽ دﻫﺪ اﯾﻦ ﺣﺴﮕﺮ ﺑﺎ ﺣﺴﺎﺳﯿﺖ nm/riu 1315 و ﻣﻌﯿﺎر ﺷﺎﯾﺴﺘﮕﯽ 1-^63riu ﻗﺎﺑﻠﯿﺖ ﺗﺸﺨﯿﺺ باکتری لپتوسپیرا را دارد.

detection of leptospirosis bacteria in rodent urine using metamaterial absorber based surface plasmon resonance (spr) sensor

leptospirosis is a common disease between humans and animals that can survive in swimming pools, rivers, surface waters, moist soils, swamps, and hot weather. leptospirosis can be transmitted to humans directly through contact with the urine of most rodents (rats, foxes, raccoons, etc.) by scratches or minor injuries, or indirectly through contaminated water and soil. considering that the cultivation and growth of this bacterium is time-consuming, the use of surface plasmon resonance sensors using metamaterial structure is a suitable method for rapid diagnosis of this disease. ordinary, leptospirosis bacteria can be detected by urine. in this article, we apply five rodent urine samples as the sensing material in the designed biosensor. in the proposed structure, gold metal has been chosen as a plasmonic metal due to its resistant against air oxidation. to check the sensitivity of this device and the results, we find absorption curves and analyze them in terms of sensitivity, detection accuracy, and quality factor. the results show that this sensor can detect leptospirosis bacteria with a sensitivity of 1315nm/riu and a figure of merit (fom) of 63riu-1.