테트라코어 PCF SPR 바이오센서 활용 암세포 검출

본 연구는 외부 금속 증착(EMD) 기술과 광결정 광섬유(PCF) 플랫폼 기반의 고성능 플라즈몬 굴절률(RI) 바이오센서를 개발하여 유방암, 백혈병, 전립선암 세포 검출 가능성을 실시간으로 탐구했습니다. 생체 유체의 굴절률 변화는 세포 구성 및 생체 분자 농도 변화로 인해 암을 포함한 병리학적 상태와 밀접하게 관련되어 있습니다. 제안된 테트라코어 PCF-SPR 바이오센서는 1.33~1.37의 생물학적 관련 굴절률 범위에서 작동하며, 다양한 암세포에 해당하는 미묘한 굴절률 변화를 감지할 수 있습니다. 센서의 감지 메커니즘은 표면 플라즈몬 공명(SPR)에 기반하며, x 및 y 편광 모드 모두에 대해 결합 모드 광 이론을 사용하여 분석되었습니다. 주요 감지 성능 매개변수인 구속 손실(CL), 파장 민감도(WS), 진폭 민감도(AS), 센서 분해능(SR) 및 성능 지수(FOM)를 체계적으로 평가했습니다. 이 바이오센서는 x-편광에서 9769 nm/RIU, y-편광에서 9069 nm/RIU의 WS를 보고했습니다. AS는 x-편광에서 623.182 RIU-1, y-편광에서 645.087 RIU-1을 달성했으며, SR은 10-5 RIU 수준이었습니다. 또한, 결정 계수(R2)는 각각 0.97과 0.96, FOM은 60.17과 53.01 RIU-1을 기록했습니다. 제안된 PCF-SPR 바이오센서는 0.04 RIU의 동적 범위를 보이며, 높은 민감도와 강력한 공명 특성을 나타냈습니다. 이는 생체 유체 내 암 관련 굴절률 변화를 표지 없이 비침습적으로 감지할 수 있는 잠재력을 시사합니다. 따라서 본 바이오센서는 광자 감지 응용을 통해 초기 단계 암세포를 고감도로 표지 없이 감지하는 유망한 접근 방식을 제공합니다.