مشخصات پژوهش

عنوان	طراحی وشبیه سازی حسگر زیستی مبتنی بر تشدید پلاسمون سطحی در محدوده‌ی باند مخابرات نوری
نوع پژوهش	پایان نامه
کلیدواژه‌ها	سرطان، حسگر زیستی تشدید پلاسمون سطحی، کامسول ، حساسیت، معیار شایستگی
چکیده	افزایش میزان ابتلا به سرطان در سالیان اخیر، نیاز به روش‌های تشخیص زودهنگام این بیماری را افزایش داده است. در این زمینه استفاده از حسگر‌های زیستی نوری از جمله حسگر زیستی مبتنی بر تشدید پلاسمون سطحی (SPR) می‌تواند به عنوان یک فناوری قابل اعتماد کارساز باشد. از جمله مزیت‌های این حسگر‌های زیستی می‌توان به هزینه پایین، حجم کم، بدون برچسب، دقت و حساسیت بالا اشاره کرد. در این پژوهش، یک حسگر زیستی مبتنی بر SPR به منظور تشخیص و شناسایی پنج نوع سلول سرطانی Hela، Jurkat، PC-12، MDA-MB-231 و MCF-7 با ضریب شکست‌هایی در محدوده 1"." 368 تا 1"." 401 طراحی شده است. شبیه‌سازی عددی در نرم افزار کامسول به صورت دوبعدی انجام گردیده است. این نرم‌افزار حسگر زیستی را مش بندی کرده و سپس به روش اجزای محدود، معادلات ماکسول را برای هر جزء از این افزاره حل می‌کند و میزان جذب نور، عبور نور، بازتاب نور و نمودار توزیع میدان الکتریکی را به دست می‌آورد. محدوده‌‌ی حسگرزیستی ارائه شده، باند مخابرات نوری می‌باشد. به همین دلیل از طراحی حسگرهایی با حساسیت بسیار زیاد اجتناب شده است تا طول موج تشدید از باند مخابراتی خارج نشود. حسگرزیستی SPR ارائه شده دارای ساختار چند لایه‌ منشور/ نقره/ تیتانیوم دی اکسید/ توری دی آلومینیوم تری اکسید می‌باشد. تحریک ساختار توسط منشور BK7 و با زاویه تابش 75 درجه صورت می‌پذیرد. لایه نقره به ضخامت37 نانومتر برای تولید پلاسمون‌های سطحی به منظور ایجاد تشدید در حسگرزیستی و همچنین کمینه کردن ضریب بازتاب طراحی گردیده است. تیتانیوم دی‌اکسید به ضخامت 22 نانومتر یک لایه محافظتی برای نقره در برابر خوردگی می‌باشد. دو نوع توری از جنس دی آلومینیوم تری‌اکسید با واحدهای نامتقارن و مثلثی شکل بررسی شده است. توری برای افزایش سطح تماس آنالیت با حسگر زیستی به کار گرفته می‌شود. طبق شبیه‌سازی‌های انجام گرفته، توری مثلثی متساوی‌الاضلاع با طول ضلع 200 نانومتر و دوره‌ی 300 نانومتر دارای بهترین عملکرد می‌باشد. حساسیت حسگرزیستی ارائه شده 12214 نانومتر بر واحد ضریب شکست، عرض نصف بیشینه 88 نانومتر، معیار شایستگی 122 بر واحد ضریب شکست، دقت تشخیص 0.0113 بر نانومتر و شاخص کیفیت 14.53 می‌باشد. همچنین عمق نفوذ میدان الکتریکی در حسگرزیستی چندلایه 500 نانومتر محاسبه شد. مقایسه حسگر ارائه شده با ساختارهای پیشین دلالت بر بهبود تمام یا برخی از پارامترهای عملکردی دارد.
پژوهشگران	بشیر فتوحی (استاد مشاور)، سید کیهان حسینی (استاد راهنما)، محمد رزاقی (استاد راهنما)، آرام خانی (دانشجو)