Ilgstoši šķiedru režģu sensori ķīmiskiem un biomedicīnas lietojumiem

Abstrakts: Optiskās šķiedras biosensori (OFBS) tiek piedāvāti arvien vairāk, ņemot vērā to raksturīgās priekšrocības salīdzinājumā ar parastajiem sensoriem, tostarp to kompaktumu, iespējamo tālvadības pulti un imunitāti pret elektromagnētiskajiem traucējumiem. Šis pārskats sistemātiski iepazīstina ar OFBS sasniegumiem, kuru pamatā ir ilgstošas ​​​​šķiedru režģi (LPFG) ķīmiskiem un biomedicīnas lietojumiem no projektēšanas un funkcionalizācijas viedokļa. Šāda sensora jutīgumu var palielināt, konstruējot ierīci tā, lai tā darbotos dispersijas pagrieziena punktā vai tuvu tam, strādājot ap režīma pāreju vai to kombināciju. Turklāt ir detalizēti apkopotas vairākas izplatītas funkcionalizācijas metodes, piemēram, 3- aminopropiltrietoksisilāna (APTES) silanizācijas un grafēna oksīda (GO) funkcionalizācijas kovalentā imobilizācija un slāņa pa slāņa montāžas metodes nekovalentā imobilizācija. Turklāt ir ieviesti arī atstarojoši LPFG sensori ar dažādām konfigurācijām. Šī darba mērķis ir sniegt visaptverošu izpratni par LPFG balstītiem biosensoriem un ieteikt dažus turpmākos izpētes virzienus.

cistanche tubulosa-uzlabo imūnsistēmu

Atslēgvārdi: biosensori; optiskās šķiedras sensors; ilgstošas ​​​​šķiedru režģi; jutīguma palielināšana; funkcionalizācijas metode

1. Ievads

Biosensoriem ir izšķiroša nozīme vides un cilvēku veselības uzraudzībā, efektīvi un precīzi nosakot ķīmiju un biomasu. Biosensors parasti satur divas galvenās sastāvdaļas: bioreceptoru un devēju [1]. Izstrādājot biosensoru, galvenais tehnoloģiskais solis ir izvēlēties jutīgu materiālu, kas piemērots bioloģiskajam mērķim. Ņemot vērā iegūto savienojumu īpašības, vēl viens svarīgs solis ir izvēlēties devēju atbilstoši ķīmiskajām vai fizikālajām izmaiņām, ko izraisa molekulārā mijiedarbība starp bioloģisko mērķi un bioreceptoru. Gaismas, siltuma un ķīmisko vielu ražošana vai patēriņš atpazīšanas procesā tiek pārvērsts izmērāmos signālos [2]. Saskaņā ar šiem mehānismiem var izvēlēties atbilstošo devēju. Atpazīšanas procesu radītā informācija ir daudzveidīga; tāpēc sensori, kuru pamatā ir elektroķīmija, termotika un optika, ir plaši pētīti. Optiskie sensori, jo īpaši tie, kuru pamatā ir optiskās šķiedras, arvien vairāk tiek piedāvāti ķīmijas un biomedicīnas lietojumos, ņemot vērā to raksturīgās priekšrocības salīdzinājumā ar parastajiem sensoriem. Optiskās šķiedras biosensori (OFBS) parasti ir kompakti un maza izmēra [3], un tādējādi tie var darboties ar minimālu paraugu daudzumu. Turklāt OFBS spēj multipleksēt, ir imūni pret elektromagnētiskiem traucējumiem [4] un ir tālvadāmi. Arī publikāciju skaits par OFBS pēdējo divu desmitgažu laikā ir nepārtraukti pieaudzis (kā parādīts 1. attēlā). OFBS tipiskais darbības princips ir balstīts uz apkārtējā refrakcijas indeksa (SRI) izmaiņu uzraudzību, kas rodas no bioloģiskā mērķa saistīšanās ar šķiedras virsmu, kas izraisa nosakāmā spektra izmaiņas [5]. Lai uzlabotu jutību pret SRI, OFBS parasti tiek apstrādāti mikrostruktūrās un ģeometriski modificēti, lai sensora zonā radītu spēcīgu izzūdošu lauku.

Citanche tubulosa priekšrocības- stiprināt imūnsistēmu

Šādu ierīču piemēri ir U-veida un konusveida optiskās šķiedras [6–10], D-veida optiskās šķiedras [11,12], kodinātas vai slīpas šķiedras Braga režģi (FBG) [13–15], ilgstošas ​​​​šķiedru režģi ( LPFG) [16–20], zudumu režīma rezonanses (LMR) [21,22], virsmas plazmonu rezonanse (SPR) [23,24] Mach-Zehnder interferometri (MZI) [25,26], fotoniski kristāla šķiedra (PCF) ) [27,28] un Lab-on-Fiber ierīces [29–31]. Tostarp dažām ģeometriski modificētajām šķiedrām ir pilnībā vai daļēji jānoņem apšuvums, kas ietekmē optisko šķiedru noturību, kas ir īpašība, kas jāņem vērā praktiskajā pielietojumā. Par laimi, ideāla alternatīva, lai izvairītos no šīs kaitīgās darbības, ir refrakcijas indeksa modulācija optiskās šķiedras iekšpusē; uz režģa bāzes veidotā šķiedra saglabā robustu struktūru un augstu jutību, jo īpaši LPFG, kas ir plaši izmantoti refrakcijas indeksa noteikšanā, tostarp bioķīmisko molekulu noteikšanā [32,33], gāzes sensorā [34–36] un jonu sensorā [37,38]. ].

1. attēls. Publikāciju pieaugums kā gadu funkcija OFBS. Dati no Web of Science

Šajā pārskatā mēs pievērsām uzmanību uz LPFG balstītiem sensoriem ķīmiskiem un biomedicīnas lietojumiem no projektēšanas un funkcionalizācijas viedokļa. Pirmkārt, sistemātiski tiek ieviests uz LPFG balstītu biosensoru princips. Pēc tam ir apkopotas vairākas metodes, kā uzlabot šāda sensora jutīgumu, un ilustrēts to pielietojums bioķīmijas jomā. Turklāt mēs kategoriski aprakstām šāda sensora biosensēšanas lietojumus saskaņā ar vairākām tipiskām funkcionalizācijas metodēm. Visbeidzot, mēs apkopojam šo pārskatu un piedāvājam dažus turpmākus izpētes virzienus.

2. Uz LPFG balstītu biosensoru princips

LPFG ir periodiska RI modulācija (parasti ar periodu Λ {0}}–1000 µm) šķiedras kodolā, kā parādīts 2. attēlā; modulācija var savienot gaismu no pamata kodola režīma (LP01 režīms) ar uz priekšu izplatīšanās apšuvuma režīmiem (LP0 m režīmi, kur m=2, 3, 4, . . . ) un tādējādi rada rezonanses kopu vājinājuma joslas, kas centrētas uz diskrētiem viļņu garumiem LPFG pārraides spektrā [18]. Turklāt fāzes saskaņošanas nosacījumu starp efektīvajām LP01 režīma un LP0 m režīma izplatīšanās konstantēm var izteikt ar [39]:

kur 01 un (m) cl ir attiecīgi izplatīšanās konstantes režīmam LP01 un LP0 m. Λ ir režģa periods. LP01 režīma un LP0 m režīmu efektīvajam RI (neff) tos var izteikt ar ne ff ,co= 2 01 π λ un n (m) eff ,clad=(m) cl λ attiecīgi 2π. Šajā gadījumā rezonanses viļņu garumus (λres) nosaka LP01 režīma un LP0 m režīmu efektīvais RI, un mēs varam iegūt šādu izteiksmi [40]:

2. attēls. OFBS shematisks attēls, pamatojoties uz LPFG

Konkrētam LPFG Λ var būt konstante, un ne ff, co nosaka serdes un apšuvuma RI, turpretim n (m) eff, apvalks ir atkarīgs no starpības starp apšuvuma RI un SRI. Tāpēc rezonanses raksturlielumu ietekmē apšuvuma reģiona efektīvais RI, kas ir bioloģiskās noteikšanas pamatprincips. Tādā veidā rezonanses viļņa garuma maiņu var attēlot ar SRI izmaiņām, ko izraisa molekulārā mijiedarbība, kas notiek uz šķiedras virsmas. Protams, uz LPFG balstītu biosensoru var iegūt, aprīkojot sensoru ar ķīmiski reaģējošiem pārklājumiem, lai selektīvi noteiktu bioloģiskos mērķus.

3. LPFG balstīta biosensora RI jutības uzlabošana

Lai izstrādātu uz LPFG balstītu biosensoru, vissvarīgākais darbs būtu jākoncentrē uz to, kā uzlabot šāda sensora jutīgumu. Turklāt detalizēta izpēte liecina, ka vislabāko sensoru veiktspēju, pamatojoties uz RI jutību, var sasniegt, ja SRI ir tuvu apvalka RI (ti, 1,44–1,46 RIU) [41]. Var atzīmēt, ka lielākā daļa biosensoru ir paredzēti darbam ūdens šķīdumos (ti, 1,33–1,34 RIU), kas ļoti atšķiras no šķiedru apšuvuma RI, kā rezultātā ierīcei ir zema jutība pret ūdens paraugiem. Lai risinātu šo problēmu, gadu gaitā ir ierosinātas vairākas pieejas. Šo metožu veiktspēja uz LPFG balstītiem biosensoriem ir apkopota 1. tabulā.

1. tabula. Dažādu metožu salīdzinājums uz LPFG balstītu biosensoru uzlabošanai.

1. tabula. Turp.

3.1. Izkliedes pagrieziena punkts

Populārākā metodika ir izstrādāt periodu un apšuvuma režīmu dispersijas pagrieziena punktā (DTP) vai tā tuvumā saskaņā ar tā fāzes atbilstības līkni (PMC), tādējādi savienojot uz priekšu izplatīšanās kodola režīmu ar augstas pakāpes apšuvuma režīmu [62]. ]. Kā parādīts 3. attēlā, attiecības starp režģa periodu un rezonanses viļņa garumu parāda PMC, un DTP var novērot PMC katram apšuvuma režīmam, kur augstākas kārtas režīma slīpums mainās no pozitīva uz negatīvu kā viļņa garums palielinās. Tādējādi noteiktā režģa periodā divi rezonanses viļņu garumi abās DTP pusēs ir savienoti ar vienu apšuvuma režīmu, veidojot divu pīķu rezonanses. Spektrālā atšķirība starp dubultajām virsotnēm var būt kā mērīšanas parametrs, jo tās viļņa garums mainās līdz ar LPFG reakciju uz SRI izmaiņām. Iepriekšējā darbā [18] mēs teorētiski pārbaudījām, ka maksimālo LPFG jutību pret SRI var iegūt DTP vai tā tuvumā. LPFG sensori, kas izstrādāti netālu no to DTP, ir plaši izmantoti bioķīmisko sensoru jomā gadu gaitā, jo tie ir ļoti jutīgi pret ūdens paraugiem. Tomēr var atzīmēt, ka LPFG, kura pamatā ir DTP sensors ar platjoslas savienojumu, sadalās divu pīķu rezonansēs, kad ierīce ir iegremdēta apkārtējā vidē ar RI, kas ir augstāka par gaisu (ti, ūdeni). Šajā gadījumā ierīcei var būt zems jutības koeficients, jo rezonanses viļņa garums ir tālu no DTP. Lai atvieglotu šo problēmu, P. Biswas grupa teorētiski un eksperimentāli ir pierādījusi, ka jutību var palielināt, pielāgojot apšuvuma režīma sākotnējo savienojuma stiprumu konkrētam augstākas kārtas apšuvuma režīmam DTP [63]. F. Čiavaioli u.c. ziņoja par uz LPFG balstītu biosensoru netālu no tā DTP ​​ar režģa periodu 165 µm, lai noteiktu anti-IgG [42]. 4.a attēlā parādīts simulācijas rezultāts atkarībai starp PMC LP0,12 apšuvuma režīmam un šķiedras apšuvuma diametru. Viengabalainā melnā līnija atbilst neiegravētajai šķiedrai; apšuvuma diametrs tika iegravēts ar 1% fluorūdeņražskābes šķīdumu. 4.b attēlā parādīta LPFG spektrālā attīstība ar divām rezonanses joslām kodināšanas procesa laikā. LPFG pārraides spektrus ar divām rezonanses joslām varēja iegūt pirms kodināšanas procesa (dclad=125 µm) un kodināšanas laikā ar tuvākām joslām (dclad=124.6 µm un 124,2 µm). Vēl vairāk samazinot apšuvuma diametru līdz 123,8 µm, dubultās rezonanses joslas tika pārveidotas par vienu plašāku rezonanses joslu (ti, līdz DTP). Pēc tam tas pazuda, ja apšuvuma diametrs tika nepārtraukti samazināts. Novērtējot biosensora veiktspēju, Eudragit L100 kopolimērs tika pieņemts kā ķīmiski modificēts slānis, lai nodrošinātu brīvas karboksilgrupas IgG imobilizēšanai. Iegūtais uz LPFG balstīts sensors tika veikts cilvēka serumā, kur tika mērīta anti-IgG koncentrācija līdz 70 µg/L (460 pM).

3. attēls. Aprēķinātā režīma rezonanses viļņa garuma variācija ar LPFG periodu. (a) Režīmi no m=1 līdz m=10. (b) Režīmi no m=11 līdz m=20. (c) Režīmi no m=21 līdz m=30. Mazie apļi nosaka līkņu nogāžu pagrieziena punktus, un LPFG ir vislielākā jutība reģionā starp divām punktētām līnijām. Pieņemts no [18]. Saskaņā ar Creative Commons licenci.

Izņemot LPFG noregulēšanu uz noteiktu augstākas kārtas apšuvuma režīmu DTP, samazinot apšuvuma diametru, ir pieņemta arī funkcionālā slāņa biezuma modulācija. Korposh [43] grupa ierosināja uz LPFG balstītu biosensoru, izmantojot biotīnu kā bioreceptoru streptavidīna (SV) noteikšanai. Kā parādīts 5. attēlā, silīcija dioksīda kodola un zelta apvalka nanodaļiņas (SiO2:Au NP) tika pārklātas uz šķiedrām, izmantojot slāņa metodi, izmantojot poli (alilamīna hidrohlorīda) (PAH) polikācijas slāni. Bija ērti noregulēt uz LPFG balstīto biosensoru, kas darbojas DTP, izmantojot slāņa nogulsnēšanas metodi. Tika kontrolēts arī SiO2 NP diametrs, lai pētītu ietekmi uz jutību, un rezultāts liecina, ka lielākiem SiO2 NP (ti, 300 nm) bija augstāka jutība. Tas varētu veicināt efektīvāku izgaismojošu viļņu 300 nm diametrā SiO2 NP. Turklāt lielāki SiO2 NP bija labvēlīgāki biotīna nogulsnēšanai, tādējādi uzlabojot SV adsorbcijas spēju. Visbeidzot, viņi panāca SV noteikšanu ar zemāko izmērīto koncentrāciju 2, 5 nM, un šo ierosināto sensoru varēja izmantot, lai mērķētu uz klīniski nozīmīgiem proteīnu savienojumiem, tikai jāaizstāj ligands.

5. attēls. Shematisks attēls (PAH/SiO2:Au)2 plēves slānim pa slāņiem uz LPFG. Pieņemts no [43]. Saskaņā ar Creative Commons licenci.

No otras puses, ir pierādīts, ka DTP tuvumā var rasties zemākas kārtas apšuvuma režīms, samazinot apšuvuma diametru, un tad tiek iegūta jutīgāka spēja, jo tiek uzlabots izgaistošais lauks [44]. Ņemot to vērā, nesen ir izskanējis interesants priekšlikums izstrādāt zemākās kārtas apšuvuma režīmu (LP0,2 apšuvuma režīmu) LPFG tuvumā DTP, lai iegūtu augstas jutības ierīci [47]. Tika izgatavots LPFG netālu no DTP, kam sekoja apšuvuma diametra kodināšana līdz 20 µm, līdz DTP tuvumā parādījās LP0,2 režīms. Ierosinātā ierīce testēšanai tika integrēta slēgtas plūsmas šūnā SRI diapazonā no 1, 333 līdz 1, 3335 RIU, kā rezultātā jutība bija 8751 nm / SRIU. Lai gan tam bija lieliska refraktometra veiktspēja, faktiskajā biosensēšanā jāņem vērā daudzi būtiski faktori. Pamatojoties uz iepriekš minēto, tā pati grupa izstrādāja iepriekš minēto ierīci, izmantojot IgG/antiIgG kā biokonjugāta pāri biosensēšanas lietojumprogrammai, sasniedzot noteikšanas robežu (LOD) 0,16 ng/mL (1,06 pM) [48]. Vārdu sakot, uz LPFG balstīti sensori, kas izstrādāti to DTP vai tās tuvumā, ir plaši izmantoti imūnglobulīna [42,46,64], baktēriju [16,45,65,66], DNS [67–69] un citu noteikšanā. mērķi [70–74].

cistanche papildinājuma priekšrocības - paaugstina imunitāti

3.2. Režīma pārejas efekts

Kā minēts ievadā, bioķīmiskā noteikšana tiek realizēta, uztverot SRI izmaiņas, kad režģa apgabalā nogulsnētie bioreceptoru slāņi mijiedarbojas ar mērķi. Šis princips būtībā ir saistīts ar faktu, ka neliela apšuvuma režīma lauka daļa, izgaistošais lauks, izplatās uz šķiedras ārpusi un mijiedarbojas ar ārējo vidi, kā rezultātā rodas n (m) eff, apvalka izmaiņas, kas ir atkarīgas no mijiedarbības apgabala biezums un izgaistošā lauka iespiešanās dziļums [75]. Ir ierosināts režīma pārejas (MT) efekts, lai optimizētu uz LPFG balstītu sensoru jutību pret SRI izmaiņām. Tas var notikt, pārklājot šķiedru apšuvuma virsmu ar atbilstoša biezuma materiāliem ar augstu RI (HRI). Del Villar et al. savā literatūrā ir izstrādājuši visaptverošu teoriju un skaitlisko metodi [76]. Tas parādīja, ka HRI pārklājumi var mainīt vienu no apšuvuma režīmiem, kā rezultātā notiek pāreja no zemākas pakāpes apšuvuma vadītiem režīmiem (ti, ar augstāku efektīvo refrakcijas indeksu) uz pārklājuma vadītiem režīmiem, un turpmāk mainās apšuvuma vērtības. n (m) eff, plaķēts, ko varētu izmantot, lai uzlabotu sensoru jutību. Tajā pašā gadā Andrea Cusano et al. eksperimentāli apstiprināja apšuvuma režīmu pārdali, vienmērīgi uzklājot nanomēroga HRI pārklājumus gar LPFG, un to ietekmi uz RI jutību [77]. Apgaismots par to, Yang et al. [49] izgatavoja uz LPFG balstītu metāna sensoru, kas strādāja MT ar polikarbonāta (PC)/kriptofāna A HRI pārklājumu. Viņi izmantoja automātiskās iegremdēšanas paņēmienu, lai noregulētu sensora darba punktu MT reģionā (masas RI). jutība bija 3,56 × 103 nm/RIU). Metāna noteikšana tika veikta ar augstu jutību 2,5 nm/% un LOD 0,2 % (v/v). Esposito grupa ziņoja par viena gala LPFG bāzes sensoru butāna gāzes noteikšanai, kas modificēts ar nanoizmēra ataktiskā polistirola HRI pārklājumu [50]. Optimizējot slāņa biezuma diapazonu, ierīces darba punktu var noregulēt MT reģionā. Butāna tvaiku noteikšana tika veikta ar koncentrāciju līdz 1,0 tilpuma%, kā rezultātā tika iegūta 2,2 nm / tilpuma% jutība un spēja noteikt koncentrāciju, kas ir mazāka par vienu desmito daļu butāna, kas ir zemāka par sprādzienbīstamības robežu. Tā pati pētnieku grupa arī izgatavoja daudzslāņu struktūras LPFG sensoru; struktūras diagramma ir parādīta 6.a attēlā [51]. Slānis sastāv no PC plēves un daudz plānāka grafēna oksīda (GO) slāņa, kur PC plēves nanoizmēra biezums tika elastīgi kontrolēts, izmantojot iegremdēšanas pārklājuma tehniku, lai nodrošinātu ierīces noregulēšanu darbam MT reģionā. 6.b attēlā parādīta vājinājuma joslas viļņa garuma nobīde atkarībā no datora biezuma, darba gaisa un PBS šķīduma kā apkārtējās vides. Otrais GO slānis tika izmantots tā bioloģiskās saderības un bagātīgo funkcionālo grupu īpašību dēļ, kas deva ierīcei iespēju saistīt biometriskās molekulas; pēc tam tika izvēlēta augstas afinitātes streptavidīna-biotīna sistēma, lai novērtētu ierīces veiktspēju, nosakot biotinilētu BSA, sasniedzot LOD 0, 2 aM.

6. attēls. (a) Daudzslāņu šķiedru struktūra. (b) Vājināšanās joslas skaitliskā viļņa garuma nobīde pret datora pārklājuma biezumu. Pārpublicēts ar [51] atļauju. Autortiesības © 2018 Elsevier BV

Papildus HRI organisko materiālu izmantošanai kā pārklājumiem, ir atlasīti arī daudzi neorganiskie materiāli, lai noregulētu darba punktu MT reģionā. Galvenās neorganisko pārklājuma materiālu priekšrocības ir tas, ka ir pieejams lielāks RI vērtību diapazons un vairāk audzēšanas metožu, kā arī vieglāk iegūt vienmērīgu biezumu salīdzinājumā ar organiskajiem materiāliem. Piestrzy ´nska et al. ziņoja par biosensoru bez etiķetēm, kuru pamatā ir LPFG un kas noklāts ar plānu tantala oksīda (TaOx) pārklājumu RI jutībai. Tā kā TaOx RI bija tikpat augsts kā 2 IR spektrālajā diapazonā, pārklājuma biezums tika precīzi kontrolēts subnanometrā, izmantojot atomu slāņa nogulsnēšanas paņēmienu. Iegūto LPFG sensoru RI jutība bija 11,500 nm/RIU RI diapazonā no 1,335 līdz 1,345 RIU [52]. Nepārtraukti Saha grupa teorētiski pētīja MT apšuvuma fenomenu, pārklājot ar Si3N4 HRI slāni; rezultāts parādīja, ka RI jutība bija lielāka par 100 µm/RIU ūdens šķīdumam (ti, RI= 1.33) [53]. Vēl viens nesens ieguldījums no Li. grupas, kas izmantoja uz LPFG balstītu sensoru, kas pārklāts ar Au-Si plānām kārtiņām RI noteikšanai, bija īpaši augstas 7267,7 nm/RIU jutības sasniegšana (ti, aptuveni RI= 1). 315); viņi šo lielisko veiktspēju attiecināja uz EH apšuvuma režīmu MT un spēcīgu izgaistošu lauku, kas iekļūst apkārtnē [54]. Lai gan ir izmantoti dažāda veida pārklājuma materiāli, sākot no organiskiem līdz neorganiskiem, tiem joprojām ir negatīva ietekme uz iegūto ierīci, tostarp tās atkārtojamības ilgtermiņa stabilitāti un absorbcijas zudumu [55]. Tāpēc ir izmantota jauna stratēģija, izmantojot dubultās apšuvuma šķiedru (DCF) ar W formas RI profilu. Grupa Esposito saprata MT efektu RI jutībai, pirmo reizi uzrakstot LPFG, kas izgatavots W formas DCF. DCF ārējā apšuvuma RI bija augstāka nekā iekšējā apšuvuma; tādējādi DCF ārējais apšuvums darbojās līdzīgi kā HRI pārklājums. Lai darba punktu pielāgotu šī ieteikuma MT reģionam, ārējais apšuvums tika iegravēts ar ķīmisku reaģentu. Visbeidzot, uzmanība tika koncentrēta uz SRI jutību, sasniedzot 420 nm / RIU jutību ūdenim līdzīgā vidē, kas apstiprināja, ka šo ierīci var izmantot bioķīmiskai noteikšanai bez HRI pārklājuma [55]. Pēc tam viņi izstrādāja un pārbaudīja šo īpašās struktūras ierīci, pārklājot ar nanomēroga GO slāni, lai piedāvātu funkcionālās grupas, lai kovalenti saistītu antivielu. C-reaktīvā proteīna noteikšanai serumā tika sasniegts darba diapazons no 1 ng/mL līdz 100 µg/ml un LOD 0,15 ng/ml [56]. Nesen tā pati grupa ziņoja par līdzīgu DCF biosensoru D vitamīna noteikšanai. Kā parādīts 7. attēlā, nanometriskais GO tika izvēlēts arī, lai nodrošinātu karboksilgrupas funkcionālās grupas Anti-VitD3 kovalentai imobilizācijai. Tika iegūta selektīva noteikšana ar diapazonu no 1 līdz 1000 ng/mL buferšķīdumā, un šīs ierīces labi darbojās arī kompleksā vidē ar traucējošiem proteīniem [57].

7. attēls. Shematisks attēls D vitamīna noteikšanai, pamatojoties uz LPFG DCF ar GO slāni

3.3. Šo pieeju kombinācija

Kad LPFG ierīces tiek izmantotas bioķīmiskai noteikšanai, tās saskaras ar atšķirīgu RI diapazonu. Piemēram, parastajam bioreceptoram (piemēram, proteīnam, DNS, antivielām), lai noteiktu biomērķi (piemēram, proteīnu, antigēnu), SRI svārstās no 1,333 līdz 1,353 RIU [12,45]. Tomēr LPFG, kas modificēts ar želatīnu kā mitruma sensoru, SRI svārstās no 1,3408 RIU līdz apšuvuma RI [78].

Tāpat MT efekts var novirzīt vienu no apšuvuma režīmiem uz pārklājuma vadītiem režīmiem, un noteiktu jutības diapazonu var noregulēt, precīzi pielāgojot biezumu un samazinot apšuvuma diametru [59,61]. Tas norāda, ka gan DTP, gan MT efekta kombinācija var uzlabot LPFG sensora īpašības, tostarp augsto jutību un norādīto SRI darba diapazonu. Piemēram, Mateuša grupa saprata RI jutību 2000 nm/RIU plašākā RI diapazonā (1,34–1,356 RIU) [59]. Šajā darbā apšuvuma diametrs un pārklājuma biezums tika kontrolēts nanometru diapazonā, lai sasniegtu gan DTP, gan MT efektus, izmantojot reaktīvo jonu kodināšanas (RIE) metodi un radiofrekvences plazmas pastiprinātu ķīmisko tvaiku pārklāšanu. Turklāt daudzi ziņotie darbi parādīja, ka jutību var arī uzlabot, samazinot uz LPFG balstīta sensora diametru [42, 79]. Pateicoties tam, apšuvuma diametrs tika apvienots ar DTP un MT efektu, lai optimizētu Del Villar jutīgumu pret SRI [60]. Lai analizētu LPFG optimizāciju, pamatojoties uz iepriekš minētajiem trim faktoriem, tika izmantota skaitliska metode, kuras pamatā ir precīzs serdes un apšuvuma režīmu aprēķins un savienotā režīma teorija. Galu galā tika iegūta ievērojama jutība 143 × 103 nm / RIU, kas, domājams, uzlabos uz LPFG balstīto ķīmisko un bioloģisko sensoru izšķirtspēju. Nesen Fang et al. arī adekvāti apvienoja gan DTP, gan MT efektus, izmantojot TiO2 kā augsta RI nanoplēvi, kas nogulsnēta ar atomu slāņa nogulsnēšanas tehnoloģiju [61]. Lai saglabātu konstantu divu pīķu spektrālo atšķirību, dažādos LPFG tika izvēlēts atbilstošs režģa periods, un tika pētīti dažādi TiO2 biezumi, lai optimizētu jutību noteiktā SRI diapazonā. Kā parādīts 8. attēlā, tas uzrādīja SRI jutību 10,000 nm/RIU diapazonā no 1,336 līdz 1,3397 RIU, 42, 000 nm/RIU diapazonā no 1,4526 līdz 1,4561 RIU, 15 ,000 nm/RIU diapazonā no 1,392 līdz 1,3971 RIU un 23 000 nm/RIU diapazonā no 1,44 līdz 1,4436 RIU. Attēlā 8c, d norādīts, ka vienā LPFG ierīcē var realizēt divus augstas jutības diapazonus.

8. attēls. Transmisijas spektri un rezonanses viļņa garuma maiņa dažādos SRI diapazonos. a) 65 nm TiO2 nanoplēve, Λ=230.5 µm. (b) 15 nm TiO2 nanoplēve, Λ=237 µm. (c, d) 50 nm TiO2 nanoplēve, Λ=230 µm. Pieņemts no [61]. Saskaņā ar Creative Commons licenci.

4. Uz LPFG balstītu biosensoru funkcionalizācija

Ir svarīgi atzīmēt, ka uz LPFG balstītais biosensors tiek izmantots, lai izmērītu viļņa garuma nobīdi, ko izraisa ierīces virsmas RI izmaiņas mērķa molekulu selektīvās adsorbcijas dēļ uz virsmas, nevis izmaiņu izraisītās viļņa garuma nobīdes mērīšanai. lielākās apkārtējās vides RI. Tāpēc uz LPFG balstīta biosensora funkcionalizācija ir būtisks solis bioķīmisko lietojumu realizācijā. Parasti uz LPFG balstīta biosensora virsmas tiek uzklāti divu daļu funkcionālie slāņi: viena daļa ir nesējslānis, ko izmanto kā bioreceptoru imobilizāciju, bet otra ir bioreceptoru slānis, ko izmanto kā atpazīšanas elements (enzīmi, proteīni, antivielas un tā tālāk), lai selektīvi notvertu mērķi. Tāpēc bioreceptoru slāņa imobilizācijai uz optiskās šķiedras ir izmantotas dažādas metodes. Salīdzinājums starp LPFG balstītu biosensoru dažādu funkcionalizācijas metožu bioreceptoru, mērķi un veiktspēju ir redzams 2. tabulā.

2. tabula. Dažādu uz LPFG balstītu biosensoru funkcionalizācijas ziņojumu salīdzinājums

4.1. APTES Silanizati

Visefektīvākā metode uz LPFG balstītai biosensoru funkcionalizācijai ir balstīta uz kovalento imobilizāciju, pateicoties tā pastāvīgai piesaistei bioreceptoram. 3- 3-Aminopropiltrietoksisilāna (APTES) silanizācija ir izplatīta un ideāla metode, ko izmanto lielākajā daļā silīcija dioksīda substrātu ķīmisko modifikāciju. Šī metode tika veiksmīgi realizēta proteīna [101,102], DNS [67,68], antivielu [17,82,103] un tā tālāk kovalentai imobilizācijai. Šajā gadījumā optiskajai šķiedrai ir nepieciešama pirmapstrāde, lai izveidotu silanola grupas (Si-OH), iegremdējot KOH/NaOH, skābē vai piranjas šķīdumā. Tāpat APTES molekulā esošās etoksigrupas (–OCH2CH3) var veidot Si-OH arī hidrolīzes reakcijā ūdens vidē [104]. Pēc tam kondensācija starp Si-OH noved pie siloksāna (Si-O-Si) saites veidošanās, ļaujot APTES molekulām imobilizēties uz šķiedras virsmas. Turklāt blakus esošās APTES molekulas kondensācijas ceļā var veidot polimēra matricu, kā rezultātā veidojas silīcija dioksīda substrātu brīvās aminofunkcionālās (–NH2) virsmas [105]. Kad silanizācija ir pabeigta, notiek karboksilgrupu aktivācijas posms uz antivielām vai fermentiem, izmantojot 1-etil-3-(3- dimetilaminopropil) karbodiimīda hidrohlorīdu (EDC) un N-hidroksisukcinimimīds (NHS). Pēc tam antivielas vai fermentus var saistīt ar –NH2 grupām, veidojot amīda saites, ūdeņraža saiti vai elektrostatisko mijiedarbību [106]. Anjli grupa ierosināja fermentatīvu biosensoru, kura pamatā ir LPFG, izmantojot lipāzes enzīma stabilu kovalento saistīšanos triacilglicerīdu noteikšanai [80]. 9. attēlā parādīts lipāzes enzīma imobilizācijas posms; lipāzes enzīms tika saistīts ar šķiedras virsmu, veidojot amīda saites starp –NH2 grupām uz šķiedras un –COOH grupām fermentā. Viļņa garuma maiņa tika mērīta saistībā ar fermenta mijiedarbību ar mērķi. Tika izmērīta tik zema triacilglicerīdu koncentrācija kā 17,71 mg/dL; tika veikts arī īpašs tests ar cilvēka asinīm, un viss eksperiments tika veikts nemainīgā 37 ◦C temperatūrā. APTES silanizāciju, lai imobilizētu glikozes oksidāzi, veica arī Wu [81]. Šajā darbā glikozes oksidāze tika imobilizēta uz S formas LPFG ar APTES silanizācijas tehnoloģiju un tika izmantota kā bioreceptors glikozes noteikšanai. Transmisijas zudumu variācijas tika izmantotas kā mērījums, kas saistīts ar glikozes oksidāzi un glikozes specifisko saistīšanos. Eksperimentālie rezultāti liecina, ka piedāvātais sensors veica jutību 6,229 dB/masas% diapazonā no 0–1 masas%. Pavisam nesen Gan et al. [39] izstrādāja uz LPFG balstītu sensoru, kura pamatā ir olas dzeltenuma antivielas (IgY), kas kovalenti imobilizētas ar APTES silanizāciju, lai noteiktu Staphylococcus aureus. Noteikšanas testu varēja pabeigt aptuveni 20 minūtēs, un Staphylococcus aureus noteikšana tika veikta līdz 33 KVV/ml. Tāpēc izstrādāto aparātu Staphylococcus aureus noteikšanai bija paredzēts pielietot medicīnas un pārtikas noteikšanas jomā.

9. attēls. Fermentu imobilizācija, lai izveidotu bioloģiskās atpazīšanas slāni uz optiskās šķiedras zondes. Pārpublicēts ar [80] atļauju. Autortiesības © 2015 Elsevier BV

4.2. GO funkcionalizācija

Lai gan aminofunkcionalizētā šķiedra tiek plaši ierosināta, vienas funkcionālās grupas dēļ tā nespēj savienoties ar cita veida bioloģiskiem receptoriem, tādējādi ierobežojot tās pielietojumu. Dažādas pētniecības grupas ir koncentrējušas savu uzmanību uz GO; šķiedru virsma pēc silanizācijas tiek ķīmiski vai fiziski nogulsnēta ar GO nanoslāņiem. GO ir bagāta ar skābekli saturošām funkcionālām grupām, piemēram, epoksīdsveķu, hidroksilgrupu un karboksilgrupu, kas nodrošina GO spēju kovalenti saistīt dažādas biomolekulas [107]. Turklāt GO ir arī apveltīts ar spēju adsorbēt biomolekulas ar nekovalentu imobilizāciju, piemēram, elektrostatisko, mijiedarbības ūdeņraža saiti un π – π sakraušanu [108, 109]. Chen et al. [46] ziņoja par divu pīķu LPFG, kas nogulsnēts ar GO nanoslāņiem, lai imobilizētu IgG un IgG/anti-IgG kā biokonjugāta pāri imūnsensēšanai. Viņi pieņēma jaunu stratēģiju GO noguldīšanai, kas balstījās uz ķīmisko saiti, kam sekoja fiziska adsorbcija. Starp APTES silanizēto šķiedru un GO notika ķīmiskā saite. Tikmēr GO nanoloksnes tika fiziski adsorbētas uz šķiedras virsmas kopā ar ūdens iztvaikošanu. Visbeidzot, GO nogulsnētais uz LPFG balstīts sensors tika iegremdēts IgG šķīdumā un kovalenti savienots kopā, izmantojot EDC / NHS šķērssaistīšanas ķīmiju. Anti-IgG noteikšana tika iegūta līdz koncentrācijai 7 ng/ml PBS buferšķīdumā. Sensora atkārtota izmantošana tika veikta arī, noņemot saistīto anti-IgG. Pēc tam tā pati grupa izstrādāja hemoglobīna noteikšanu, pamatojoties uz GO nanolapu funkcionalizētu LPFG sensoru [85]. Kā parādīts 10. attēlā, GO nogulsnēšanai tika pieņemta arī ķīmiskā saite, kam sekoja fizikālās adsorbcijas stratēģija, un sensora princips tika balstīts uz rezonanses intensitātes izmaiņu mērījumu, ko izraisīja hemoglobīna molekulu un GO nekovalentā mijiedarbība. Vēlamais GO biezums tika kontrolēts līdz 501, 8 nm, kas nodrošināja ievērojamu gaismas un vielas mijiedarbību starp izgaistošu lauku un mērķa molekulām. Izstrādātais sensors hemoglobīna noteikšanai tika veikts ar jutību –77 dB/RIU un LOD 0,05 mg/mL.

10. attēls. GO nogulsnēšanas shēma uz LPFG balstītas ierīces. (a) sārmainās apstrādes process, (b) APTES silanizācija, (c) GO epoksīda grupa reaģēja ar APTES silanizētas šķiedras virsmas aminogrupu, un (d) GO nanoloksnes tika nogulsnētas uz šķiedras virsmas. Pārpublicēts ar [85] atļauju. Autortiesības © 2018 Elsevier BV

Nesen noteikšanas robežas un nogulsnēšanas metodi ir vēl vairāk uzlabojuši Wang et al. [{{0}}]. Šajā darbā mikrokonusveida LPFG tika uzklāts ar GO nanoloksnēm hemoglobīna noteikšanai. Pēc ķīmiskās savienošanas pabeigšanas, kam sekoja fiziska adsorbcija, viņi izmantoja optiskā pincetes efektu, lai vēl vairāk uzlabotu mijiedarbību starp GO nanoloksnēm un šķiedru. GO biezums 203,6 nm tika imobilizēts uz mikrokonusveida LPFG. Tika iegūts LOD {{10}.02 mg/mL dažādos traucējošos savienojumos. Pavisam nesen tā pati grupa izstrādāja biosensoru ar tādu pašu struktūru liellopu seruma albumīna (BSA) noteikšanai [87]. Sensora mehānisms balstās uz viļņa garuma nobīdes mērīšanu, ko izraisa kovalentā saite starp GO un BSA. LOD 0,043 mg/ml, 0,029 mg/ml un 0,032 mg/ml tika sasniegti attiecīgi DI ūdenī, urīnvielā un glikozē. Līdzīgi viņi arī ierosināja mikrokonusveida LPFG, kas funkcionalizēts ar GO/polidopamīna nanokompozītiem kobalta jonu noteikšanai [88]; nanokompozīti tika nogulsnēti uz mikrokonusveida LPFG virsmas, pateicoties APTES silanizācijai, kam sekoja optiskā pincetes efekts. Ierosinātais sensors uzrādīja jutību 2,4 × 10–3 dB/ppb kobalta jonu koncentrācijas diapazonā no 1 ppb līdz 107 ppb, un tika sasniegta koncentrāciju noteikšanas robeža, kas ir 0,17 ppb. Mikrokonusveida LPFG sensori, ko funkcionalizēja GO, ir ieviesti arī Na+ un Mn2+ jonu noteikšanai [110] un Ni2+ jonu noteikšanai [89].

cistanche tubulosa-uzlabo imūnsistēmu

Noklikšķiniet šeit, lai skatītu Cistanche Enhance Immunity produktus

【Jautājiet vairāk】 E-pasts:cindy.xue@wecistanche.com / Whats App: 0086 18599088692 / Wechat: 18599088692

4.3. Slāņu montāžas metode

Iepriekš ieviestajai šķiedru kovalentās modifikācijas metodei ir laba stabilitāte; tomēr sarežģītāk ir kontrolēt biezumu, piemēram, kontrolēt reakcijas koncentrāciju un laiku. Funkcionāla pārklājuma realizācija ar kontrolējamu biezumu ir arī faktors, kas jāņem vērā, optimizējot uz LPFG balstītas ierīces sensora jutību. Slāņa pa slāņa (LbL) montāža nodrošina daudzsološu veidu, kā precīzi uzklāt funkcionālu pārklājumu ar nanometru mēroga biezumu [70,111], ko veicina elektrostatiskā mijiedarbība starp pretēji lādētiem polielektrolītiem [112,113]. Tian [90] grupa izstrādāja sāļuma sensoru, kura pamatā ir LPFG, kas pārklāts ar hitozāna (CHI)/poli(akrilskābes) (PAA) polielektrolītu daudzslāņu jonu stiprumu, izmantojot LbL montāžas metodi. Viss nogulsnēšanas process tika atkārtots 20 reizes, iegremdējot ierīci polikationā CHI un polianjonā PAA. Interesanti, ka LPFG rezonanses viļņa garuma maiņa mainījās no sarkanas uz zilu, palielinoties sāls koncentrācijai. To var izskaidrot ar pārklājuma pietūkumu vai pietūkumu, reaģējot uz atšķirīgu NaCl koncentrācijas diapazonu. Jutība 36 nm/M tika iegūta diapazonā no 0,5–0,8 M. Šis pētījums attieksies arī uz biomedicīnu un zāļu piegādi. Tāpat tā pati grupa piedāvāja arī sāļuma sensoru, kas pārklāts ar jonu stiprumu reaģējošu hidrogēlu uz LPFG [91]. Divkomponentu polielektrolīti, kas nogulsnēti ar LbL montāžu, var radīt dažas problēmas, ti, pH šķērsjutība un nelineāras attiecības starp rezonanses viļņa garuma nobīdi un sāļuma koncentrāciju. Kā parādīts 11. attēlā, šajā darbā tika izveidots jauns sensors, kas pārklāts ar kvaternizētu poli (4-vinilpiridīna) (qP4VP) hidrogelu, izmantojot LbL montāžu, kam sekoja ķīmiska šķērssaistīšana. Ir vērts atzīmēt, ka polianjons PAA tika selektīvi atbrīvots no pārklājuma pēc ķīmiskās šķērssaistīšanas, lai iegūtu vienkomponenta hidrogelu. Izstrādātā sensora jutība bija 7 nm / M, un bija laba lineāra sakarība starp rezonanses viļņa garuma maiņu un sāļuma koncentrāciju diapazonā no 0, 4 līdz 0, 8 M.

11. attēls. q37P4VP hidrogēla pārklājuma izgatavošana. Pieņemts no [91]. Saskaņā ar Creative Commons licenci

Ar LbL montāžas metodi uz LPFG bāzes biosensora tika uzklāti arī citi polielektrolītu funkcionālie pārklājumi. Uz LPFG balstītu biosensoru, kas pārklāts ar nano-samontētu plānu poli (dialildimetilamonija hlorīda) (PDDA) un tetrakis (4-sulfofenil) porfīna (TSPP) kārtiņu, izmantojot LbL paņēmienu amonjaka gāzes noteikšanai, izgatavoja Lee et al. [92]. Abd-Rahmana grupa izgatavoja PDDA/poli (nātrija-p-stirola sulfonāta) (PSS)-Au nanodaļiņu pārklājuma slāni uz LPFG virsmas, izmantojot LbL paņēmienu dzīvsudraba (II) jonu noteikšanai [93]. Izstrādātajam sensoram bija lieliska veiktspēja dzīvsudraba (II) jonu koncentrācijas diapazonā no 0,5 ppm līdz 10 ppm. Liu et al. [64] izstrādāja uz LPFG balstītu biosensoru, kas pārklāts ar poli (alilamīna hidrohlorīda) (PAH)/ar zeltu pārklātām silīcija dioksīda nanodaļiņām, izmantojot LbL metodi streptavidīna un imūnglobulīna M (IgM) noteikšanai. Ni et al. [94] pētīja uz LPFG balstītu sensoru ar poli (etilēnimīna) (PEI) un poli (akrilskābes) (PAA) pārklājumu pH noteikšanai; pārklājuma slānis uzlaboja daudzsienu oglekļa nanocauruļu dispersiju un adhēzijas spēju. Tian [95] grupa uzskatīja, ka PAH/PAA ir polielektrolīta funkcionāls pārklājums, kas nogulsnēts ar LbL montāžu, lai piesaistītu specifiskas antivielas Staphylococcus aureus noteikšanai. Polielektrolītu funkcionālais pārklājums varētu veicināt baktēriju adhēziju, un noteikšana ar LOD 224 CFU / ml tika pierādīta PBS.

4.4. Citas metodes

Optiskās šķiedras funkcionalizācijas metode zināmā mērā ir atkarīga no pielietojuma vides. Gaisā izmantoto optisko šķiedru funkcionalizācijas metode ir kodolīgāka un vienkāršāka nekā ūdens šķīdumos. Piemēram, gāzes noteikšanā plaši tiek izmantota iegremdēšanas tehnika, kas ir vienkārši lietojama un ļauj viegli kontrolēt jutīgas plēves biezumu. Fenga grupa [96] ziņoja par molibdēna sulfīda/citronskābes kompozītmateriālu plēvēm, kas tika uzklātas uz LPFG, izmantojot sola-gela un iegremdēšanas pārklāšanas metodes, lai izmērītu sērūdeņraža gāzes pēdas. 12. attēlā parādīti ar molibdēna sulfīda/citronskābes kompozītmateriālu plēvēm pārklāta LPFG virsmas un šķērsgriezuma SEM attēli. No 12.b attēla var novērot, ka plēves biezums tika vienmērīgi kontrolēts pie 590 nm. Piedāvātais sensors uzrādīja augstu jutību 10,52 pm/ppm sērūdeņraža gāzes koncentrācijas diapazonā no 0 līdz 70 ppm, un sērūdeņraža gāze tika noteikta līdz koncentrācijai 0,5 ppm. . Tā pati grupa pētīja arī konusveida LPFG sensoru, kas funkcionalizēts ar molibdēna sulfīda/citronskābes kompozītmateriālu plēvēm sērūdeņraža gāzes noteikšanai [114]. Tika sasniegta jutība 16,65 pm/ppm. Turklāt Ding grupa slāpekļa oksīda (NO) gāzes noteikšanai izstrādāja uz LPFG balstītu sensoru, kas pārklāts ar GO [97]. Pārklājumi tika sagatavoti, izmantojot iegremdēšanas metodi pēc 5% HNO3 šķīduma apstrādes. NO sensoram bija lieliskas sensora īpašības NO koncentrācijas diapazonā no 0 līdz 400 ppm. Xu et al. ierosināja uz LPFG balstītu sensoru, kas nogulsnēts ar GO/celulozes acetāta kompozītmateriāliem amonjaka noteikšanai [115]. Šo kompozītmateriālu nogulsnēšanai tika izmantota ķīmiskā šķērssaistīšanas metode un iegremdēšanas paņēmiens. Ierosinātajam amonjaka sensoram bija lieliska jutība (98,32 pm/ppm).

12. attēls. SEM attēli (a) LPFG sānu virsmai un (b) kompozītmateriāla membrānas pārklājuma LPFG šķērsgriezumam. Pārpublicēts ar [96] atļauju.

Turklāt metāla organiskie karkasi (MOF) to lielisko noskaņojamās porainības, lielā iekšējās virsmas laukuma un organiskās funkcionalitātes īpašību dēļ ir plaši izmantoti, lai funkcionalizētu uz LPFG balstītus sensorus gāzes noteikšanai un citiem sensoriem. MOF ir hibrīdi kristāliski nanomateriāli, kas sastāv no metālu katjoniem un organiskiem ligandiem [116–118]. Optisko šķiedru funkcionalizācijas metodes ar MOF galvenokārt koncentrējas uz in situ kristalizāciju [119,120]. Korpoša grupa izstrādāja uz LPFG balstītu organisko tvaiku sensoru, kas funkcionalizēts ar ceolīta imidazola karkasa-8 (ZIF-8) ​​plēvēm [121]. Kā parādīts 13.a attēlā, ZIF-8 plēves tika uzklātas uz LPFG virsmas, izmantojot in situ kristalizācijas paņēmienu. LPFG pārraides spektrs tika uzraudzīts katrā modifikācijas posmā. Vienmērīgais ZIF-8 biezums ir parādīts SEM attēlos 13.b attēlā. Visbeidzot, šis piedāvātais sensors tika veikts ar jutību 0.015 ± {{20}},001 un 0,018 ± 0,0015 nm/ppm un LOD 6,67 un 5,56 ppm attiecīgi acetonam un etanolam [98]. Tā pati grupa izgatavoja uz LPFG balstītu oglekļa dioksīda (CO2) sensoru, kas modificēts ar HKUST-1 plānu plēvi, izmantojot in situ kristalizāciju un LbL tehniku ​​[99]. CO2 noteikšana tika veikta ar LOD 401 ppm. Turklāt MOF var izmantot arī kā potenciālas matricas enzīmu integrācijai [122]. Zhu et al. ziņoja, ka glikozes oksidāzes (GOx) iekapsulētais ZIF-8 tika pārklāts uz LPFG, izmantojot in situ kristalizāciju [100]. Glikozes noteikšanai tika iegūta jutība 0,5 nm/mm diapazonā no 1 līdz 8 mM.

5. Atstarojošie LPFG sensori

Tā kā uz LPFG balstīts sensors var savienot gaismu no pamata kodola režīma ar uz priekšu izplatīšanās apšuvuma režīmiem, tāpēc tas rada rezonanses vājinājuma joslu kopu, kas centrēta uz diskrētiem viļņu garumiem pārraides spektrā. Viena no LPFG sensoru īpatnībām ir to darbība pārraides režīmā, kas ir neērti dažiem bioloģiskiem lietojumiem, kad tos nepieciešams ievietot flakonos/mēģenēs. No miniaturizācijas viedokļa gaismas emisijas ports un signālu savākšanas ports ir jāizvieto vienā un tajā pašā aspektā. Turklāt lieces jutība var traucēt pārraidīto optisko signālu [123]. Tāpēc ir daži darbi, kuros LPFG pārraides režīma darbība tiek pārveidota par refleksijas režīma darbību. Swart, PL ierosināja vienas zondes Miķelsona interferometru, kura pamatā ir LPFG, kur interferometra fāzes nobīde ir atkarīga no apkārtnes RI [124]. Kim DW arī izstrādāja vienas šķiedras zondi, kuras pamatā ir divi interferometri, atstarošanas režīma LPFG RI noteikšanai un raksturīgs Fabri-Perot interferometrs temperatūras mērīšanai [125]. Lai gan uz LPFG balstītais interferometra sensors darbojās atstarošanas režīmā, sensora kopējais garums varētu būt vismaz 4–5 cm interferometra rakstura dēļ [124,126], kas bija neērti in vivo noteikšanai. Jiang et al. izstrādāja kompaktu atstarojošu LPFG sensoru, pārklājot tikai apšuvuma gala malu ar alumīnija plēvi un pēc tam atspoguļojot tikai apšuvuma režīmus [127]. Ierosinātās ierīces garums parasti bija 0,5–3 cm, kas bija tāds pats kā parastajam sensoram, kura pamatā ir LPFG. Tomēr tika izmantots sarežģīts pārklāšanas process. Rana S. et al. izmantoja rentablu otu pārklājuma metodi, izmantojot pieejamo sudraba pastu, lai izveidotu atstarojošu LPFG sensoru. Izstrādātā ierīce tika veikta ar temperatūras jutības koeficientu 0,046 nm/◦C diapazonā no 23 ◦C līdz 200 ◦C [128]. [129] tika izgatavots atstarojošs LPFG sensors ar Sagnac šķiedras cilpas spoguli (SFLM) RI un temperatūras mērīšanai. Šī ierīce var nodrošināt vienlaicīgu RI un temperatūras mērījumu, jo LPFG un SFLM ir atšķirīga jutība pret RI un temperatūru. Vēl viena neizbēgama atstarojošo LPFG sensoru problēma ir nevēlamu interferometrisko joslu ģenerēšana, kas pārklājas ar LPFG vājinājuma joslām [130, 131]. Dažas efektīvas pieejas ir vērstas uz precīzu šķelšanu LPFG beigās [123] vai pulēšanu pēc šķelšanas [132], lai iegūtu unikālu vājinājuma joslu. [123], kā parādīts 14. attēlā, režģa gals tika precīzi nošķelts un pārklāts ar atstarojošu slāni. Lai uzlabotu šīs ierīces SRI jutību, uz šķiedras virsmas tika modificēts ataktiskā polistirola HRI pārklājums. Pēc tam poli (metilmetakrilāta)-kometakrilskābe tika pārklāta uz šķiedras kā biofunkcionāls slānis, lai kovalenti imobilizētu bioreceptoru. C klases laktamāžu noteikšana tika iegūta līdz dažu desmitu nM koncentrācijai PBS buferšķīdumā.

14. attēls. (a) Galīgā atstarojošā LPFG devēja shematisks skats; b) eksperimentālā un skaitliskā SRI jutība; c) fotogrāfija, kurā parādīta šajā darbā izstrādātā atstarojošā LPFG biosensora zonde. Pārpublicēts ar [123] atļauju. Autortiesības © 2016 Elsevier BV

Villar ID et al. [133] ierosināja vienkāršāku veidu, kā iegūt vienu vājinājuma joslu; šķiedras gals tika pārklāts ar sudraba spoguli, kas varēja absorbēt jaudu, kas tiek pārraidīta caur apšuvuma režīmiem. Vēl interesantāk, Dey TK et al. [101] noņēma daļu no LPFG patvaļīgā vietā, neprasot precīzu šķelšanu vai pulēšanu. Nevēlamās rezonanses joslas var noņemt, pielāgojot apšuvuma režīma PMC; tas arī guva labumu, uzlabojot šīs ierīces RI jutību. Visbeidzot, tika iegūta RI jutība ∼ 1300 nm / RIU.

6. Secinājumi

Šajā pārskatā ir uzsvērts uz LPFG balstītu sensoru darbības pamatprincips un to sensibilizācijas un jutības uzlabošanas mehānismi ķīmiskiem un biomedicīnas lietojumiem. Uz LPFG balstītu biosensoru pamatprincips ir tāds, ka SRI izmaiņas var pārvērst rezonanses viļņa garuma nobīdes vai pārraides zudumu variācijas mērījumos. Lai uzlabotu uz LPFG balstītu biosensoru jutīgumu ķīmiskiem un biomedicīnas lietojumiem, nesen publicētajos ziņojumos ir pieņemtas divas galvenās metodoloģijas. Viens no tiem ir izstrādāt LPFG, kas darbojas DTP vai tā tuvumā, ko var realizēt, pielāgojot režģa periodu, apšuvuma diametru vai funkcionālā slāņa biezumu. Šai metodoloģijai ir labs sniegums imūnglobulīna, baktēriju, DNS un citu mērķu noteikšanai. Otrs ir MT efekts, ko var realizēt, pārklājot šķiedru apšuvuma virsmu ar atbilstoša biezuma HRI materiāliem. Ir pierādīts, ka šī metodika labi darbojas organisko gāzu (piemēram, metāna un butāna) un olbaltumvielu (piemēram, biotinilēta BSA, C-reaktīvo proteīnu) noteikšanā. Šajā rakstā ir apskatīta arī šo stratēģiju kombinācija. No otras puses, uz LPFG balstītu biosensoru funkcionalizācija ir neaizstājams solis, lai sasniegtu īpašu sensoru. Kā parādīts 2. tabulā, mēs apkopojam vairākas kopīgas funkcionalizācijas metodes, kas atbilst dažāda veida receptoriem. APTES silanizāciju parasti izmanto, lai kovalenti saistītu antivielas vai enzīmus, turpmāka funkcionalizācija ar GO var piedāvāt ierīcei spēju kovalenti saistīt vairāku veidu receptorus, pateicoties bagātīgajām GO funkcionālajām grupām. Turklāt šajā rakstā ir apskatīta arī LbL montāža, nekovalentās funkcionalizācijas metode. Šīs metodes priekšrocība ir tā, ka tā ir ērtāka un var precīzi kontrolēt funkcionālā slāņa biezumu. Šī metode ir izmantota polielektrolītu nogulsnēšanai sāļuma un pH noteikšanai, kā arī jonu, gāzu un baktēriju noteikšanai. Pārskatītas arī citas funkcionalizācijas metodes (piemēram, pārklāšana ar iegremdēšanu un in situ kristalizācijas paņēmieni). Turklāt ir ieviesti arī atstarojoši LPFG sensori. Lai gan demonstrētajiem LPFG atstarošanas konfigurācijās ir mazāka jutība, tos var ievietot flakonā/mēģenē, kas ir ērtāk un praktiskāk to ķīmiskajiem vai biomedicīnas lietojumiem. Šajā pārskatā tika parādīts, ka LPFG ir daudzsološa sensoru platforma ķīmiskiem un biomedicīnas lietojumiem. Nozīmīgam nākotnes virzienam vajadzētu būt novatorisku pārklājuma materiālu un funkcionalizācijas metožu izmantošanai, lai atklātu vairāk biomolekulu veidu. Turklāt uz LPFG balstītos sensoros jāizmanto OFBS raksturīgā multipleksēšanas iespēja, lai sasniegtu vairāku parametru vai vairāku mērķu mērījumus, ierakstot dažādus režģus vienā ierīcē. Sarežģītās mērījumu vidēs vairāk pūļu jākoncentrē uz LPFG sensoru krusteniskās jutības (piemēram, temperatūras, deformācijas) ietekmes samazināšanu vai novēršanu.

cistanche tubulosa-uzlabo imūnsistēmu

Atsauces

1. Mittal, S.; Kaurs, H.; Gautam, N.; Mantha, AK Biosensori krūts vēža diagnostikai: receptoru, devēju un signālu pastiprināšanas stratēģiju pārskats. Biosens. Bioelektrons. 2017, 88., 217.–231. [CrossRef] [PubMed]

2. Mehrotra, P. Biosensori un to pielietojumi — apskats. J. Oral Biol. Craniofac. Res. 2016, 6, 153.–159. [CrossRef]

3. Polley, N.; Basaks, S.; Hass, R.; Pacholski, C. Šķiedru optikas plazmoniskie sensori: jutīgu biosensoru platformu nodrošināšana ar minimālu laboratorijas aprīkojumu. Biosens. Bioelektrons. 2019, 132., 368.–374. [CrossRef]

4. Rorizs, P.; Silva, S.; Frazao, O.; Novais, S. Optisko šķiedru temperatūras sensori un to biomedicīnas pielietojums. Sensori 2020, 20, 2113. [CrossRef]

5. Espozito, F.; Šrivastava, A.; Sansone, L.; Džordāno, M.; Kampopiano, S.; Iadicicco, A. Biosensori bez etiķetēm, kuru pamatā ir ilgstošas ​​​​šķiedru režģi: pārskats. IEEE Sens. J. 2021, 21, 12692–12705. [CrossRef]

6. Wen, H.-Y.; Huangs, K.-W.; Li, Y.-L.; Chen, J.-L.; Jā, Y.-T.; Chiang, C.-C. Lamping U-veida šķiedras biosensoru detektors MicroRNS. Sensori 2020, 20, 1509. [CrossRef]

7. Čens, K.-C.; Li, Y.-L.; Wu, C.-W.; Chiang, C.-C. Glikozes sensors, izmantojot U-veida optiskās šķiedras zondi ar zelta nanodaļiņām un glikozes oksidāzi. Sensori 2018, 18, 1217. [CrossRef]

8. Liu, J.; Xing, Y.; Džou, X.; Čens, Dž. Shi, H. Gaismas loksnes šķībo staru uzlabots U-veida optiskās šķiedras fluorescējošais imūnsensors Microcystin-LR. Biosens. Bioelektrons. 2021, 176, 112902–112908. [CrossRef]

9. Čeņs, L.; Lengs, Y.-K.; Liu, B.; Liu, J.; Vans, S.-P.; Vu, T.; Juaņs, Dž.; Šao, L.; Gu, G.; Fu, YQJS; un citi. Īpaši augstas jutības optiskās šķiedras biosensors bez etiķetēm, kura pamatā ir konusveida vienmoda bez serdes un viena režīma savienotājs Staphylococcus aureus noteikšanai. Sens. Actuators B Chem. 2020, 320, 128283. [CrossRef]

10. Kumar, R.; Lengs, Y.; Liu, B.; Džou, Dž.; Šao, L.; Juaņs, Dž.; Ventilators, X.; Vans, S.; Vu, T.; Liu, JJB Bioelectronics, īpaši jutīgs biosensors, kura pamatā ir magnētiskās mikrosfēras, uzlabots mikrošķiedras interferometrs. Biosens. Bioelektrons. 2019, 145, 111563. [CrossRef]

11. Quero, G.; Krescitelli, A.; Paladino, D.; Consales, M.; Buosciolo, A.; Džordāno, M.; Kutolo, A.; Cusano, A. Evanescent viļņa ilgtermiņa šķiedru režģis D-veida optiskajās šķiedrās augstas jutības refrakcijas indeksa noteikšanai. Sens. Actuators B Chem. 2011, 152., 196.–205. [CrossRef]

12. Jang, HS; Parks, KN; Kims, JP; Sim, SJ; Kwon, OV; Han, Y.-G.; Lee, KS Sensitive DNS biosensors, kura pamatā ir ilgstošas ​​​​režģis, kas izveidots uz sānu pulētas šķiedras virsmas. Izvēlēties. Express 2009, 17, 3855–3860. [CrossRef] [PubMed]

13. Bekmurzajeva, A.; Dukenbajevs, K.; Šaimerdenova, M.; Bekņijazovs, I.; Ajupova, T.; Sipabekova, M.; Molardi, C.; Tosi, D. Kodinātas šķiedras Bragg režģa biosensors, kas funkcionāls ar aptameriem trombīna noteikšanai. Sensori 2018, 18, 4298. [CrossRef] [PubMed]

14. Sīpabekova, M.; Korganbajevs, S.; González-Vila, Á.; Caucheteur, C.; Šaimerdenova, M.; Ajupova, T.; Bekmurzajeva, A.; Vangelista, L.; Tosi, D. Funkcionalizēts kodinātas slīpās šķiedras Bragg režģa aptasensors proteīnu noteikšanai bez etiķetes. Biosens. Bioelektrons. 2019, 146, 111765. [CrossRef]

15. Lobrijs, M.; Fasseaux, H.; Loyez, M.; Čahs, K.; Goormaghtigh, E.; Vatiezs, R.; Čiavaioli, F.; Caucheteur, C. Plazmoniskās šķiedras režģa biosensori, kas demodulēti caur spektrālo apvalku krustojumu. J. Gaisma. Tehn. 2021, 39, 7288–7295. [CrossRef]

16. Čelebanska, A.; Chiniforooshan, Y.; Janiks, M.; Mikuļičs, P.; Sellamuthu, B.; Perreault, J.; Bock, WJ Bioinspired ogļhidrātu dekorēts ilgstošas ​​šķiedras režģis baktēriju noteikšanai bez etiķetēm. IEEE Sens. J. 2019, 19, 11965–11971. [CrossRef]

17. Sjao, P.; Saule, Z.; Huangs, Y.; Līns, V.; Ge, Y.; Sjao, R.; Li, K.; Li, Z.; Lu, H.; Jans, M.; un citi. Optiskā mikrošķiedras imūnsensora izstrāde prostatas specifiskā antigēna analīzei, izmantojot augstas kārtas difrakcijas ilgtermiņa režģi. Izvēlēties. Express 2020, 28, 15783–15793. [CrossRef]

18. Šu, X.; Džans, L.; Bennion, I. Ilgtermiņa šķiedru režģu jutīguma raksturlielumi. J. Gaisma. Tehn. 2002, 20, 255–266.

19. Pilla, P.; Trono, C.; Baldīni, F.; Čiavaioli, F.; Džordāno, M.; Cusano, A. Milzu jutīgums ilgstošas ​​​​režģim pārejas režīmā tuvu dispersijas pagrieziena punktam: integrēta dizaina pieeja. Izvēlēties. Lett. 2012, 37, 4152–4154. [CrossRef]

20. Zupolīni, S.; Quero, G.; Consales, M.; Diodato, L.; Vaiano, P.; Venturelli, A.; Santuči, M.; Spirakis, F.; Kosti, deputāts; Džordāno, M.; un citi. Optiskās šķiedras opcija bez etiķetēm, lai noteiktu C klases laktamāzes, ko ekspresē pret zālēm rezistentas baktērijas. Biomed. Izvēlēties. Express 2017, 8, 5191–5205. [CrossRef]

21. Čiavaioli, F.; Janner, D. Optisko šķiedru sensors ar zudumu režīma rezonansi: pielietojumi un perspektīvas. J. Gaisma. Tehn. 2021, 39, 3855–3870. [CrossRef]

22. Lin, Y.-C.; Čens, L.-Y. Smalks elektriskā lauka izraisītas zudumu režīma rezonanses pielietojums, lai uzlabotu optiskā plakanā viļņvada biosensora veiktspēju. Biosensori 2021, 11, 86. [CrossRef] [PubMed]

23. Van, V.; Mai, Z.; Čens, Y.; Van, Dž.; Li, L.; Su, Q.; Li, X.; Hong, X. Bez etiķetes optiskās šķiedras SPR biosensors specifiskai C-reaktīvā proteīna noteikšanai. Sci. Rep. 2017, 7, 16904. [CrossRef] [PubMed]

24. Huangs, C.; Džou, Y.; Jū, G.; Zeng, J.; Li, Q.; Šens, K.; Vu, X.; Guo, R.; Džans, C.; Zheng, B. Glutationa funkcionalizēts ilgtermiņa šķiedru režģu sensors, kura pamatā ir virsmas plazmona rezonanse As3+ jonu noteikšanai. Nanotehnoloģija 2021, 32, 485501. [CrossRef]

25. Čaljans, T.; Gids, R.; Pasquardini, L.; Zaneti, M.; Falke, F.; Šrēders, E.; Heidemanis, RG; Pederzolli, C.; Pavesi, L. Asimetriskie Mach–Zehnder interferometra biosensori aflatoksīna M1 noteikšanai. Biosensori, 2016, 6, 1. [CrossRef]

27. Janiks, M.; Brzozovska, E.; Czyszczo ´n, P.; Celeba ´nska, A.; Koba, M.; Gamians, A.; Boks, VJ; ´Smietana, M. Optiskās šķiedras aptasensors baktēriju noteikšanai bez etiķetes mazos apjomos. Sens. Actuators B Chem. 2021, 330, 129316. [CrossRef]

27. Liu, K.; Ma, Z.; Vu, Q.; Wang, W. Bioķīmiskā sensora pamatā ir šķidro kodolu fotoniskā kristāla šķiedra, kas pildīta ar zeltu, sudrabu un alumīniju. Izvēlēties. Lāzera tehnoloģija. 2020, 130, 106363. [CrossRef]

28. Mahfuz, MA; Hossain, MA; Hake, E.; Hai, NH; Namihira, Y.; Ahmed, F. Ar bimetāla pārklājumu, zemu izplatīšanās zudumu, fotoniskā kristāla šķiedras bāzes plazmas refrakcijas indeksa sensors. Sensori 2019, 19, 3794. [CrossRef]

29. Consales, M.; Quero, G.; Spaziani, S.; Principe, M.; Miko, A.; Galdi, V.; Kutolo, A.; Cusano, A. Metasurface uzlabotas laboratorijas uz šķiedras biosensori. Laser Photonics Rev. 2020, 14, 2000180. [CrossRef]

30. Managò, S.; Quero, G.; Zito, G.; Tullii, G.; Galeoti, F.; Pisko, M.; De Luka, AC; Cusano, A. Lab-on-fiber SERS optrodu pielāgošana dažādu izmēru bioloģiskajiem mērķiem. Sens. Actuators B Chem. 2021, 339, 129321. [CrossRef]

31. Marko, P.; Frančesko, G.; Džordžo, G.; Džuzepe, Q.; Andrea, C. Pašsamontēti periodiski modeļi uz optiskās šķiedras gala ar mikrosfēru masīviem. In Proceedings of the 24th International Conference on Optical Fiber Sensors, Kuritiba, Brazīlija, 2015. gada 28. septembris– 2. oktobris; lpp. 96341N.

32. Badmos, AA; Saule, Q.; Saule, Z.; Džans, Dž.; Jans, Z.; Luciks, P.; Rožins, A.; Zhang, L. Enzīmu funkcionalizēta plāno apšuvuma ilgtermiņa šķiedru režģis pārejas režīmā dispersijas pagrieziena punktā cukura līmeņa un glikozes noteikšanai. J. Biomed. Izvēlēties. 2017, 22, 027003. [CrossRef]

33. Heidemans, BR; Čiamenti, I.; Oliveira, MM; Mullers, M.; Fabris, JL Funkcionalizēta ilgstoša režģa — plazmoniskās šķiedras sensors, ko izmanto glifosāta noteikšanai ūdenī. J. Gaisma. Tehn. 2018, 36, 863–870. [CrossRef]

34. Kanka, J. Apgriešanās punkta ilgperioda režģu projektēšana fotoniskā kristāla šķiedrā gāzu refraktometrijai. Sens. Actuators B Chem. 2013, 182, 16.–24. [CrossRef]

35. Gū, Z.; Sju, Y.; Gao, K. Optiskās šķiedras ilgperioda režģis ar solgel pārklājumu gāzes sensoram. Izvēlēties. Lett. 2006, 31, 2405–2407. [CrossRef]

36. Vejs, V.; Nongs, J.; Džans, G.; Tanga, L.; Dzjans, X.; Čens, N.; Luo, S.; Lans, G.; Zhu, Y. Grafēna bāzes ilgtermiņa šķiedru režģa virsmas plazmonu rezonanses sensors augstas jutības gāzes sensoram. Sensori 2017, 17, 2. [CrossRef]

37. Tan, S.-Y.; Lī, S.-C.; Kuramics, H.; Abd-Rahman, F. Jauns hibrīds ilgtermiņa šķiedru režģa-difūzijas gradients plānās kārtiņās sensoru sistēma dzīvsudraba (II) jonu noteikšanai ūdenī. Optik 2019, 194, 163040. [CrossRef]

38. Van, J.-N. Mikrofluidiska ilgstoša šķiedru režģa sensora platforma hlorīda jonu koncentrācijas mērīšanai. Sensori 2011, 11, 8550–8568. [CrossRef]

39. Gans, V.; Sju, Z.; Li, Y.; Bi, V.; Ču, L.; Qi, Q.; Yang, Y.; Džans, P.; Gan, N.; Dai, S.; un citi. Ātra un jutīga Staphylococcus aureus noteikšana, izmantojot ilgstošas ​​​​šķiedru režģa imūnsensoru, kas pārklāts ar olas dzeltenuma antivielām. Biosens. Bioelektrons. 2022, 199, 113860. [CrossRef]

40. Vengsarkar, AM; Lemērs, PJ; Judkins, JB; Bhatia, V.; Erdogans, T.; Sipe, JE Ilgstošas ​​​​šķiedru režģi kā joslas atgrūšanas filtri. J. Gaisma. Tehn. 1996, 14, 58–65. [CrossRef]

41. Patriks, HJ; Kersija, AD; Bucholtz, F. Ilgstošas ​​​​šķiedru režģu reakcijas uz ārējo refrakcijas indeksu analīze. J. Gaisma. Tehn. 1998, 16, 1606–1612. [CrossRef]

42. Čiavaioli, F.; Biswas, P.; Trono, C.; Bandyopadhyay, S.; Džaneti, A.; Tombelli, S.; Basumalliks, N.; Dasgupta, K.; Baldini, F. Ceļā uz jutīgu bez etiķetes imūnsensensēšanu, izmantojot ilgstošas ​​​​šķiedru režģus. Biosens. Bioelektrons. 2014, 60, 305–310. [CrossRef] [PubMed]

43. Markess, L.; Hernandess, FU; Džeimss, DR; Morgan, SP; Klārks, M.; Tatam, RP; Korposh, S. Ļoti jutīgs optiskās šķiedras ilgtermiņa režģa biosensors, kas noenkurots ar silīcija kodola zelta apvalka nanodaļiņām. Biosens. Bioelektrons. 2016, 75, 222–231. [CrossRef] [PubMed]

44. Del Viljars, I.; Krūzs, JL; Socorro, AB; Corres, JM; Matias, IR Jutības optimizācija ar apšuvumā iegravētiem ilgtermiņa šķiedru režģiem dispersijas pagrieziena punktā. Izvēlēties. Express 2016, 24, 17680–17685. [CrossRef]

45. Dandapat, K.; Tripathi, SM; Chinifooroshan, Y.; Boks, VJ; Mikulic, P. Kompakts un rentabls temperatūras nejutīgs biosensors, kura pamatā ir ilgstošas ​​​​šķiedru režģi precīzai E. coli baktēriju noteikšanai ūdenī. Izvēlēties. Lett. 2016, 41, 4198–4201. [CrossRef]

46. ​​Liu, C.; Cai, Q.; Sju, B.; Žu, V.; Džans, L.; Džao, Dž.; Chen, X. Grafēna oksīda funkcionalizēta ilgstoša režģa ultrajutīgai imūnsensencijai bez etiķetes. Biosens. Bioelektrons. 2017, 94, 200–206. [CrossRef]

47. Dejs, TK; Tombelli, S.; Biswas, P.; Džaneti, A.; Basumalliks, N.; Baldīni, F.; Bandyopadhyay, S.; Trono, C. Ilgtermiņa šķiedru režģu zemākās kārtas apšuvuma režīma analīze apgrieziena punkta tuvumā. J. Gaisma. Tehn. 2021, 39, 4006–4012. [CrossRef]

48. Dejs, TK; Tombelli, S.; Biswas, P.; Džaneti, A.; Basumalliks, N.; Baldīni, F.; Bandyopadhyay, S.; Trono, C. Imūnsensēšana bez etiķetes, izmantojot ilgstošas ​​​​šķiedru režģus zemākās kārtas apšuvuma režīmā un tuvu apgrozījuma punktam. Izvēlēties. Lāzera tehnoloģija. 2021, 142, 107194. [CrossRef]

49. Jaņs, Dž.; Džou, L.; Huangs, Dž.; Tao, C.; Li, X.; Chen, W. Jutīguma uzlabošana pārejas režīma ilgstošas ​​​​šķiedru režģa kā metāna sensora veidā, izmantojot augsta refrakcijas indeksa polikarbonāta/kriptofāna A pārklājuma nogulsnēšanos. Sens. Actuators B Chem. 2015, 207, 477–480. [CrossRef]

50. Espozito, F.; Zotti, A.; Ranjans, R.; Zupolīni, S.; Borriello, A.; Kampopiano, S.; Zarelli, M.; Iadicicco, A. Viena gala, ilgstoša šķiedru režģis, kas pārklāts ar plānu polistirola plēvi butāna gāzes noteikšanai. J. Gaisma. Tehn. 2018, 36, 825–832. [CrossRef]

51. Esposito, F.; Sansone, L.; Taddei, C.; Kampopiano, S.; Džordāno, M.; Iadicicco, A. Ultrasensitīvs biosensors, kura pamatā ir ilgstoša režģis, kas pārklāts ar polikarbonāta-grafēna oksīda daudzslāņu slāni. Sens. Actuators B Chem. 2018, 274, 517–526. [CrossRef]

52. Piestrzy ´ska, M.; Dominiks, M.; Kosiels, K.; Jančuks-Rihters, M.; Szot-Karpi ´ska, K.; Brzozovska, E.; Šao, L.; Niedziółka-Jonsson, J.; Boks, VJ; ´Smietana, M. Ultrajutīgi tantala oksīda nanopārklāti ilgperioda režģi dažādu bioloģisko mērķu noteikšanai. Biosens. Bioelektrons. 2019, 133, 8.–15. [CrossRef]

54. Saha, N.; Kumar, A. Ļoti jutīgs refrakcijas indeksa sensors, kas balstīts uz režīma pāreju divkāršās rezonanses ilgā perioda režģī, kas ierakstīts grēdas viļņvadā. J. Gaisma. Tehn. 2019, 37, 5576–5582. [CrossRef]

55. Li, Z.; Zhu, H. Sensing performance of Virsmas viļņvada režīmu ierosināts ilgtermiņa šķiedru režģī ar zelta-silīcija nanopārklājumiem. Izvēlēties. Lett. 2021, 46, 266–269. [CrossRef] [PubMed]

55. Espozito, F.; Šrivastava, A.; Sansone, L.; Džordāno, M.; Kampopiano, S.; Iadicicco, A. Jutības palielināšana ilgstošas ​​​​režģos ar režīma pāreju nepārklātās dubultās apšuvuma šķiedrās. IEEE Sens. J. 2020, 20, 234–241. [CrossRef]

56. Espozito, F.; Sansone, L.; Šrivastava, A.; Baldīni, F.; Kampopiano, S.; Čiavaioli, F.; Džordāno, M.; Džaneti, A.; Iadicicco, A. Ilgtermiņa režģis dubultā apšuvuma šķiedrā, kas pārklāts ar grafēna oksīdu kā augstas veiktspējas optiskā platforma biosensēšanai. Biosens. Bioelektrons. 2021, 172, 112747. [CrossRef] [PubMed]

57. Espozito, F.; Sansone, L.; Šrivastava, A.; Cusano, AM; Kampopiano, S.; Džordāno, M.; Iadicicco, A. D vitamīna noteikšana bez etiķetes, izmantojot optisko biosensēšanu, pamatojoties uz ilgtermiņa šķiedru režģi. Sens. Actuators B Chem. 2021, 347, 130637. [CrossRef]

58. Smietāna, M.; Koba, M.; Brzozovska, E.; Kroguļskis, K.; Nakonieczny, J.; Vačņickis, L.; Mikuļičs, P.; Godļevskis, M.; Bock, WJ Ilgtermiņa režģu jutība bez etiķetēm, ko uzlabo ar atomu slāni uzklātiem TiO2 nanopārklājumiem. Izvēlēties. Express 2015, 23, 8441–8453. [CrossRef]

59. Smietana, M.; Koba, M.; Mikuļičs, P.; Bock, WJ kombinētais plazmas bāzes šķiedru kodināšana un dimantam līdzīga oglekļa nanopārklājuma uzklāšana ilgstošas ​​​​režģu jutīguma uzlabošanai. J. Gaisma. Tehn. 2016, 34, 4615–4619. [CrossRef]

60. Del Villar, I. Īpaši augstas jutības sensori, kuru pamatā ir ar plānu kārtiņu pārklāti ilgtermiņa režģi ar samazinātu diametru, pārejas režīmā un tuvu dispersijas pagrieziena punktam. Izvēlēties. Express 2015, 23, 8389–8398. [CrossRef]

61. Zou, F.; Liu, Y.; Mou, C.; Zhu, S. Refrakcijas indeksa jutības optimizācija ar nanoplēvi pārklātos ilgstošas ​​​​šķiedru režģos netālu no dispersijas pagrieziena punkta. J. Gaisma. Tehn. 2020, 38, 889–897. [CrossRef]

62. Šu, X.; Žu, X.; Vangs, K.; Dzjans, S.; Ši, V.; Huangs, Z.; Huang, DJEL LP015 apšuvuma režīma dubultās rezonanses virsotnes ilgtermiņa režģos. Elektrons. Lett 1999, 35, 649–651. [CrossRef]

63. Biswas, P.; Basumalliks, N.; Bandyopadhyay, S.; Dasgupta, K.; Gošs, A.; Bandyopadhyay, S. Pagrieziena punkta garo periodu režģu jutīguma uzlabošana, noskaņojot sākotnējo savienojuma stāvokli. IEEE Sens. J. 2015, 15, 1240–1245. [CrossRef]