БИОСЕНСОР НА ОСНОВЕ МЕТАПЛЕНКИ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ГЛЮКОЗЫ В КРОВИ ЧЕЛОВЕКА
Аннотация:
Предмет исследования.Изучена возможность использования метапленки в качестве биосенсора для определения концентрации глюкозы в крови человека. Метод. Использована метапленка – полосовой фильтр на основе крестообразных резонаторов для терагерцового диапазона частот, на спектр пропускания которого сильно влияет изменение свойств окружающей среды, в том числе изменение показателя преломления. Изменение концентрации глюкозы в крови влечет за собой изменение оптических свойств крови, поэтому, если фильтр находится в контакте с кровью, она смещает спектр пропускания фильтра в сторону меньших частот, причем величина этого смещения зависит от содержания сахара. Основываясь на более ранних исследованиях зависимости диэлектрической проницаемости крови от концентрации глюкозы, выбраны три частоты, на которых проводилось более детальное изучение. Все спектры пропускания были получены в результате численных экспериментов в среде COMSOL Multiphysics. Основные результаты. Разработан общий алгоритм подбора геометрических параметров фильтра на основе крестообразных резонаторов для заданных резонансной частоты и добротности. С помощью этого алгоритма рассчитаны три биосенсора, с различными спектральными характеристиками, с целью выявления лучших свойств фильтра для биосенсорных применений. Доказана возможность использования биосенсора на основе метапленки для определения концентрации глюкозы в крови, причем фильтр с большей резонансной частотой (0,5 ТГц) обладает большей чувствительностью – от 2,0 ммоль/л до 0,5 ммоль/л в диапазоне 3,0–19,0 ммоль/л. Практическая значимость. Данный метод позволит в дальнейшем перейти от инвазивного измерения концентрации глюкозы в крови к неинвазивному, поскольку изменение химического состава крови может изменять показатель преломления кожи. В свою очередь, биосенсоры данного типа обладают высокой чувствительностью к изменению оптических свойств материала.
Ключевые слова:
Постоянный URL
Статьи в номере
- К ЮБИЛЕЮ АЛЕКСАНДРА ЛЬВОВИЧА ФРАДКОВА
- ЗАВИСИМОСТЬ СПЕКТРАЛЬНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ И ТВЕРДОТЕЛЬНЫХ ЛАЗЕРОВ ВИДИМОГО ДИАПАЗОНА ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ АКТИВНОЙ СРЕДЫ
- ОЦЕНКА СТАБИЛЬНОСТИ СПЕКТРАЛЬНОЙ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ ЦИФРОВЫХ ЦВЕТНЫХ ФОТОАППАРАТОВ
- ОЦЕНКА ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННОЙ СИСТЕМЫ СПЕКТРАЛЬНОГО ОПТИЧЕСКОГО КОГЕРЕНТНОГО ТОМОГРАФА
- АДАПТИВНАЯ РОБАСТНАЯ КОМПЕНСАЦИЯ ВОЗМУЩЕНИЙ В ЛИНЕЙНЫХ СИСТЕМАХ С ЗАПАЗДЫВАНИЕМ
- РОБАСТНАЯ СТАБИЛИЗАЦИЯ ДВУХРОТОРНОГО МНОГОКАНАЛЬНОГО ОБЪЕКТА
- ПОРИСТАЯ СТРУКТУРА И ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ СВОЙСТВА ВЫСОКОПРОНИЦАЕМЫХ ПЛЕНОК ПОЛИПРОПИЛЕНА
- СОЗДАНИЕ АКТИВНОЙ ДОБАВКИ К ШАМПУНЯМ НА ОСНОВЕ НАНОЧАСТИЦ РАЗЛИЧНОЙ ПРИРОДЫ
- ЛАЗЕРНЫЙ СИНТЕЗ НАНОЧАСТИЦ СЕЛЕНА В ЖИДКИХ МОНОМЕРАХ
- ПРИНЦИПЫ ОРГАНИЗАЦИИ ЦИФРОВЫХ ПРОЕКТНЫХ И ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ ИНДУСТРИИ 4.0
- МЕТОДЫ ДЕТЕКТИРОВАНИЯ СПУФИНГ-АТАК ПОВТОРНОГО ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ НА ГОЛОСОВЫЕ БИОМЕТРИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ
- МАТРИЧНО-ИТЕРАЦИОННЫЙ МЕТОД РЕШЕНИЯ СИСТЕМЫ ЛИНЕЙНЫХ УРАВНЕНИЙ И ЕГО ПРИМЕНЕНИЕ В ТОМОГРАФИЧЕСКОМ СКАНИРОВАНИИ ПРОСТРАНСТВА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ РАДИОЛОКАЦИОННОЙ СТАНЦИИ
- МЕЖСАЙТОВАЯ ЛИНГВИСТИЧЕСКАЯ ИДЕНТИФИКАЦИЯ ИНТЕРНЕТ-ПОЛЬЗОВАТЕЛЕЙ
- ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СИСТЕМЫ РАСПОЗНАВАНИЯ ЛИЦ ДЛЯ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ПОКУПОК В МОБИЛЬНЫХ УСТРОЙСТВАХ И ВЕБ-ПРИЛОЖЕНИЯХ
- МОДЕЛИРОВАНИЕ ETHERNET СЕТЕЙ В СРЕДЕ OMNET++ INET FRAMEWORK
- СИСТЕМЫ МАССОВОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ С ПОЛИМОДАЛЬНЫМИ ПОТОКАМИ
- ВЕРИФИКАЦИЯ ПОВЕДЕНЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ БЛОКОВ ИНТЕГРАЛЬНЫХ СХЕМ С ПОМОЩЬЮ СРЕДСТВ ПРОГРАММИРУЕМОЙ ЛОГИКИ
- ИССЛЕДОВАНИЕ АЛГОРИТМОВ ТЕХНИЧЕСКОГО ЗРЕНИЯ ДЛЯ СИСТЕМ ПРОСТРАНСТВЕННОГО СЛЕЖЕНИЯ В ТИПОВЫХ РЕЖИМАХ ИХ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ
- АЛГОРИТМ СИНТЕЗА КОМПАКТНЫХ ЦИФРОВЫХ РЕГУЛЯТОРОВ В АРИФМЕТИКЕ С ФИКСИРОВАННОЙ ЗАПЯТОЙ
- ИМИТАЦИОННАЯ МОДЕЛЬ МНОГОКАНАЛЬНОГО ПРИОРИТЕТНОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ РЕЗЕРВИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ
- АРХИТЕКТУРА ПЛАТФОРМЫ ДЛЯ СОЗДАНИЯ МОБИЛЬНЫХ ПРИЛОЖЕНИЙ С OUTDOOR-КВЕСТАМИ
- УСКОРЕННЫЕ АНАЛИТИКО-СТАТИСТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИМИТАЦИИ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ С РАСПРЕДЕЛЕННОЙ СТРУКТУРОЙ
- УСТОЙЧИВОСТЬ ВЯЗКОЙ ПЛЕНКИ НА ПОВЕРХНОСТИ СЛАБО НАКЛОНЕННОГО ВРАЩАЮЩЕГОСЯ ВЕРТИКАЛЬНОГО ЦИЛИНДРА
- МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ЦЕПОЧЕК РЕЗОНАТОРОВ В ПРИСУТСТВИИ ВНЕШНЕГО МАГНИТНОГО ПОЛЯ
- ФОРМИРОВАНИЕ ИНДИВИДУАЛЬНЫХ ТРАЕКТОРИЙ ОБУЧЕНИЯ НА ОСНОВЕ АНАЛИЗА ДОСТИЖЕНИЙ И ФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ ОБУЧАЮЩЕГОСЯ
- РАЗРАБОТКА МОДЕЛИ ОБУЧАЮЩЕЙ ПЛАТФОРМЫ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА ПРОИЗВОДСТВА В КОНЦЕПЦИИ ИНДУСТРИЯ 4.0