2020, випуск 1, c. 62-73

Одержано 21.02.2020; Виправлено 29.02.2020; Прийнято 10.03.2020

Надруковано 31.03.2020; Вперше Online 26.04.2020

https://doi.org/10.34229/2707-451X.20.1.7

Попередня  |  Повний текст  |  Наступна

 

УДК 535.016

РОЗРОБКА ТА ВИКОРИСТАННЯ ПРИЛАДІВ НА ОСНОВІ ПОВЕРХНЕВОГО РЕЗОНАНСУ

Т.С. Лебєдєва 1 *,   Ю.Д. Мінов 1,   П.Г. Сутковий 1,   Ю.О. Фролов 1,   П.Б. Шпильовий 1,   М.Ф. Стародуб 2

1 Інститут кібернетики імені В.М. Глушкова, Київ, Україна

2 Національний Університет Біоресурсів і Природокористування України, Київ, Україна

* Листування: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

 

Вступ. Призначенням ППР сенсорів є швидке і точне визначення показника заломлення середовища з можливістю діагностики наявності певної речовини. Розробляються ППР пристрою і біосенсорні методики діагностики для проведення лабораторної діагностики в медицині, ветеринарії, визначення забруднень у навколишньому середовищі, для контролю якості харчових продуктів. Робота присвячена розробці пристроїв на основі поверхневого плазмонного резонансу серії «Плазмонтест», які можна використовувати для рефрактометричних та біосенсорних застосувань.

Мета статі. Показати розробку ППР-пристроїв серії «Плазмонтест», які можуть бути використані для лабораторних застосувань, і як портативні прилади для польових досліджень. Провести порівняння оптичних схем ППР-приладів, їх можливостей і експлуатаційних характеристик при біохімічному і фізичному експерименті.

Результати. Представлені особливості конструкції приладів «Плазмонтест» з дискретною і апертурними оптичними схемами. Запропоновано метод апроксимації резонансної ППР-кривої для точного знаходження значення резонансного мінімуму. Для підвищення точності вимірювань розроблені процедури нормування і градуювання приладів з апертурною оптичною схемою в одноканальному і двоканальному виконанні. Представлені деякі особливості розробленого програмного забезпечення для приладів серії «Плазмонтест». Описано застосування приладів «Плазмонтест» для рефрактометрії, при відпрацюванні тонкоплівкових технологічних процесів і для створення методик імуносенсорного детектування ряду бактерій і токсинів.

Висновки. Робота по створенню приладів серії «Плазмонтест» показала можливість створення портативних ППР-приладів  для проведення рефрактометричних досліджень, досліджень тонких плівок та біосенсорних досліджень. Показано, що прилади з апертурною оптичною схемою є найбільш перспективними з урахуванням умов компактності, надійності та низької вартості.

 

Ключові слова: поверхневий плазмонний резонанс, сенсор, рефрактометр, біосенсор.

 

Цитувати так: Лебєдєва Т.С., Мінов Ю.Д., Сутковий П.Г., Фролов Ю.О., Шпильовий П.Б., Стародуб М.Ф. Розробка та використання приладів на основі поверхневого резонансу. Cybernetics and Computer Technologies. 2020. 1. С. 62–73. https://doi.org/10.34229/2707-451X.20.1.7

 

Список літератури

           1.     Войтович И.Д., Корсунский В.М. Сенсоры на основе плазмонного резонанса: принципы, технологии, применения. Киев. Сталь. 2011. 532 c.

           2.     Homola J. Present and future of surface Plasmon resonance biosensors. Anal. Bioanal. Chem. 2003. 377. P. 528539. https://doi.org/10.1007/s00216-003-2101-0

           3.     Zenga Y., Hua R., Wang L. Recent advances in surface plasmon resonance imaging: detection speed, sensitivity, and portability. Nanophotonics. 2017. 6 (5). P. 1017–1030. https://doi.org/10.1515/nanoph-2017-0022

           4.     Zhao S.S. et. al. Miniature multi-channel SPR instrument for methotrexate monitoring in clinical samples. Biosensors & Bioelectronics. 2015. 64. P. 664–670. https://doi.org/10.1016/j.bios.2014.09.082

           5.     Liu Y. et. al. Surface Plasmon Resonance Biosensor Based on Smart Phone Platforms. Sci. Rep. 2015. 5. 12864. https://doi.org/10.1038/srep12864

           6.     Дорожинський Г.В., Маслов В.П., Ушенін Ю.В. Сенсорні прилади на основі поверхневого плазмонного резонансу. Київ. НТУУ «КПІ». 2016.  264 c.

           7.     Ходаковський М.І., Будник М.М., Лебедєва Т.С., Шпильовий П.Б. та ін. Розроблення метрологічного забезпечення рефрактометричних вимірювань на основі поверхневого плазмонного резонансу. Метрологія та прилади. 2017. 5. С. 2531. http://nbuv.gov.ua/UJRN/mettpr_2017_5_6

           8.     Ходаковський М., Будник М., Лебєдєва Т., Шпильовий П. та ін. Забезпечення єдності вимірювань у біомедичних оптичних приладах. Метрологія та прилади. 2017. 1. С. 2536. http://nbuv.gov.ua/UJRN/mettpr_2017_1_7

           9.     Войтович І.Д, Беднов М.В., Лебедева Т.С, Шпилевой П.Б. Покрытия из нанопористого анодного оксида алюминия  для сенсорных применений.  Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології. 2014. 12 (1). С.169–180.

       10.     Voitovich I.D., Lebyedyeva T.S., Rachkov O.E., Gorbatiuk O.B., Shpylovy P.B. Anodic Alumina-Based Nanoporous Coatings for Sensory Applications. Nanoplasmonics, Nano-Optics, Nanocomposites, and Surface Studies. Edited by: Fesenko O, Yatsenko L. Springer. 2015. P. 423–431. https://doi.org/10.1007/978-3-319-18543-9_29

       11.     Lebyedyeva T., Kryvyi S., Lytvyn P., Skoryk M., Shpylovyy P. Formation of  nanoporous anodic alumina by anodization of aluminum films on glass substrates. Nanosc. Res. Lett. 2016. 11 (203). P. 111. https://doi.org/10.1186/s11671-016-1412-y

       12.     Starodub N., Ogorodniichuk I., Lebedeva T., Shpylovyy P. Optical Immune Biosensors for Salmonella Typhimurium Detection. Adv. in Biosens. and Bioel. 2013. 2 (I.3).  P. 3946.

       13.     Starodub N., Ogorodniichuk I., Lebedeva T., Shpylovyy P. Immune biosensors based on the SPR and TIRE: efficiency of their application for bacteria determination. Proc. SPIE 9032, Biophotonics. 2013. P. 903201903204. https://doi.org/10.1117/12.2044648

       14.     Starodub M.F., Voitisitskiy V.M., Lebedeva T.S., Shpylovyy P.B. Formation of the Surface Programmed Chemical Sites and Their Selectivity to Some Mycotoxins. Adv. Biotech. and Micro. 2017. 6 (4). 555691. http://dx.doi.org/10.19080/aibm.2017.06.555691

       15.     Стародуб М.Ф.,  Савчук М.В., Феделеш-Гладинець М.І., Таран О.П.  Особливості приготування проб для діагностики ретровірусного лейкозу за допомогою імунного біосенсору. Біологічні системи: теорія та інновації. 2018. 287. С. 135–142. https://doi.org/10.31548/biologiya2018.287.136

       16.     Prylutskyi M., Starodub N., Lebyedyeva T., Shpylovyy P. Express control of levels of polyamines by immune biosensor based on SPR. Вісник Київського національного університету імені Тараса Шевченка, Проблеми регуляції фізіологічних функцій. 2018. 1 (25). С. 5962.

 

 

ISSN 2707-451X (Online)

ISSN 2707-4501 (Print)

Попередня  |  Повний текст  |  Наступна

 

 

 

© Вебсайт та оформлення. 2019-2022,

Інститут кібернетики імені В.М. Глушкова НАН України,

Національна академія наук України.