Датчик локализованного поверхностного плазмонного резонанса с использованием двумерных материалов для определения креатинина на основе схемы соединения одномодового, многосердцевинного, многомодового и одномодового оптических волокон (SMF-MCF-MMF-SMF)

Цель работы — предложить простую, портативную и чувствительную биосенсорную систему на основе схемы соединения одномодового, многосердцевинного, многомодового и одномодового оптических волокон (SMF-MCF-MMF-SMF) для определения креатинина в организме человека. Диаметр чувствительного зонда уменьшили химическим травлением примерно до 90 мкм, чтобы усилить эванесцентные волны. Зонд функционализировали оксидом графена (GO), наночастицами золота (AuNPs), наночастицами дисульфида молибдена (MoS-NPs) и ферментом креатининазой. Концентрацию креатинина определяли с помощью оптоволоконного датчика на основе локализованного поверхностного плазмонного резонанса (LSPR). Эванесцентные волны использовали для усиления эффекта LSPR наночастиц золота, двумерные материалы (GO и MoS-NPs) — для повышения биосовместимости, а креатининазу — для повышения специфичности зонда. Морфологию наночастиц и спектр поглощения исследовали соответственно с помощью просвечивающей электронной микроскопии высокого разрешения (HR-TEM) и спектроскопии в ультрафиолетовой и видимой областях спектра. Наночастицы, иммобилизованные на поверхности зонда, исследовали методом сканирующей электронной микроскопии (SEM). Для оценки характеристик датчика также проверяли возможность повторного использования зонда, воспроизводимость, стабильность и селективность датчика, а также влияние pH. Чувствительность датчика составила 0,0025 нм/(мкмоль/л), стандартное отклонение — 0,107, предел обнаружения — 128,4 мкмоль/л; линейный диапазон определения составлял 0–2000 мкмоль/л [22].