نانومقیاس

نانومقیاس

امواج سطحی بلاخ در نانوساختار بلور فوتونی یک بعدی به عنوان حسگر ‏دوپینگ: فوروزماید ‏

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
ولنجک- دانشگاه شهید بهشتی
چکیده
امواج سطحی بلاخ، در نانوساختارهای بلور فوتونی برای شناسایی غلظت‌های مختلفی از داروی دوپینگ فوروزماید در آب مقطر مورد استفاده ‏قرار گرفت. ساختار بلور فوتونی یک بعدی تمام دی الکتریک مشتمل بر 24 لایه از ‏ZrO₂‎‏ و ‏‎ SiO₂‎به‌عنوان محیط حساس با روش باریکه ‏الکترونی ساخته شد تا میدان میرا ایجاد شده در سطح پایانی با مولکول‌های فوروزماید برهم‌کنش داشته باشد. برای تحریک امواج سطحی ‏بلاخ، پیکربندی‎ ‎کرشمن-ریدر (‏Kretschmann-Raether‏) با منبع نور قرمز به طول موج ۶۳۵ نانومتر و در بازه زاویه ای 40 تا 70 درجه برپا ‏شده است. مقدار دقیقی از محلول ۲۰ میکرولیتر فوروزماید در غلظت‌های ۱، 5/1، ۲ و 5/3 میلی‌مولار روی سطح بلور فوتونی قرار گرفت. ‏تغییر زاویه تشدید به ازای غلظت های مختلف فوروزماید به ازای مدولاسیون زاویه ای، نشان دهنده تغییرات خطی نانوساختار بلور فوتونی به ‏ازای غلظت های مختلف فوروزماید به عنوان ماده دوپینگ است که می تواند کمک کننده در کاربردهای بالینی و پزشکی ورزشی است. ‏
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Bloch Surface Waves in a One-Dimensional Photonic Crystal as doping ‎agent Sensor: Furosemide

نویسندگان English

Arash Shirshahi
danial Cheraghian
fatemeh negahdari
Seyyedeh Mehri Hamidi
Shahid Beheshti University
چکیده English

Application of Bloch Surface Waves (BSWs) for detection of Furosemide using nanostructure ‎Photonic crystals has been introduced in this paper. BSWs, as an electromagnetic phenomenon in ‎periodic dielectric structures, were employed to detect various concentrations of the drug furosemide in ‎distilled water. 24 layers' photonic crystal composed of alternating ZrO₂ and SiO₂ layers was fabricated ‎as a dielectric sensing medium, allowing the evanescent field generated at the terminal surface to ‎interact with furosemide molecules. To excite the BSWs, the Kretschmann-Raether configuration was ‎used, incorporating a 635 nm red laser source and a semi-cylindrical BK7 prism. A precise volume of ‎‎20 µL of furosemide solution at concentrations of 1, 1.5, 2, and 3.5 mM was deposited onto the ‎surface of the photonic crystal. The reflectance of TM-polarized light was recorded within the angular ‎range of 40° to 70°. Experimental results showed that the resonance angle shifted significantly with ‎increasing furosemide concentration, specifically, the resonance angle changed from 51.941° in pure ‎water to 52.245° at 1 mM, 52.549° at 2 mM, and 52.853° at 3.5 mM. The system demonstrated an ‎approximately linear sensitivity to concentration changes within this range. These results highlight the ‎potential of BSW-based photonic crystal sensors for the detection of doping-related drugs such as ‎furosemide in clinical and sports medicine applications.‎

کلیدواژه‌ها English

BSW
Furozmide
photonic crystal
[1] Rajiwate, Fahim LH. “Testosterone Assays: Current Techniques and Pitfalls.” Men’s Health (2025): 25-36. https://doi.org/10.1007/978-3-031-76898-9_3
[2] Conklin, Steven E., and Claire E. Knezevic. “Advancements in the gold standard: Measuring steroid sex hormones by mass spectrometry.” Clinical Biochemistry 82 (2020): 21-32. https://doi.org/10.1016/j.clinbiochem.2020.03.008
[3] Goyal, Amit Kumar, and Suchandan Pal. “Design analysis of Bloch surface wave-based sensor for hemoglobin concentration measurement.” Applied Nanoscience 10 (2020): 3639-3647. https://doi.org/10.1007/s13204-020-01437-4
[4] Goyal, A.K. and S. Pal, Design analysis of Bloch surface wave-based sensor for haemoglobin concentration measurement. Applied Nanoscience, 2020. 10: p. 3639-3647.
[5] Ghasemi, M. and P. Choudhury, Nanostructured concentric gold ring resonator-betasurface filter device. Optik, 2016. 127(20): p. 9932-9936. https://doi.org/10.1016/j.ijleo.2016.07.048
[6] Pope, Christopher G. “X-ray diffraction and the Bragg equation.” Journal of Chemical Education 74, no. 1 (1997): 129. https://doi.org/10.1021/ed074p129
[7] Mayonado, Gina, Shabbir M. Mian, Valentina Robbiano, and Franco Ciacialli. “Investigation of the Bragg-Snell law in photonic crystals.” BFY Proceedings (2015): 60-63. https://doi.org/10.1119/bfy.2015.pr.015
[8] Sadrolhosseini, Amir Reza, Seyedeh Mehri Hamidi, and Younes Mazhdi. “Detection of gentamicin in water and milk using chitosan-ZnS-Au nanocomposite based on surface plasmon resonance imaging sensor.” Measurement 239 (2025): 115412. https://doi.org/10.1016/j.measurement.2024.115412
[9] Kretschmann, Erwin, and Heinz Raether. “Radiative decay of non-radiative surface plasmons excited by light.” Zeitschrift für Naturforschung A 23, no. 12 (1968): 2135-2136. https://doi.org/10.1515/zna-1968-1247
[10] Dias, Bernardo, José MM de Almeida, and Luís CC Coelho. “Figure of Merit Comparison Between Surface Plasmon Resonance and Bloch Surface Waves.” In EPJ Web of Conferences, vol. 266, p. 05004. EDP Sciences, 2022. https://doi.org/10.1051/epjconf/202226605004
دوره 12، شماره 2
تابستان 1404
صفحه 148-154

  • تاریخ دریافت 07 مرداد 1404
  • تاریخ بازنگری 24 شهریور 1404
  • تاریخ پذیرش 15 آبان 1404