طراحي و شبيهسازي بيوحسگر مبتني بر بلور فوتوني دو بعدي

Design an‎d Simulation of a Biosensor Based on a Two-Dimensional Photonic Crystal

دكترا تخصصي

فيزيك -نظري

پيام نور شيراز

1403-04

1403/11/16

سي دي

104 صص.

قرائتي ، عبداالرسول ؛ فروزاني ، قاسم

-‎--

94-102 صص.

: Biosensor , Cancer cell, , Photonic crystal , Finite element method in time domain

پيام نور شيراز

در اين پايان‌نامه، طراحي و شبيه‌سازي دو مدل بيوحسگر مبتني بر بلور فوتوني دو بعدي جهت تشخيص انواع سلول‌هاي نرمال و سرطاني مورد بررسي قرار مي‌گيرد. اساس طراحي اين حسگرها بر مبناي روش تفاضل المان محدود در حوزه زمان است و براي تعيين نوار ممنوعه انرژي از روش بسط موج تخت استفاده مي‌شود. نتايج حاصل از شبيه‌سازي نشان مي‌دهد كه بيوحسگرهاي طراحي شده مبتني بر بلور فوتوني دو بعدي قادر به شناسايي تغييرات بسيار دقيق در ضريب شكست سلول‌هاي سرطاني هستند. يكي از مهم‌ترين مزاياي اين بيوحسگرها، حساسيت بالاي آن‌ها به تغييرات كوچك در ضريب شكست است كه با جابه‌جايي قله‌هاي طول‌موج تشديد، امكان تفكيك دقيق سلول‌هاي نرمال و سرطاني را فراهم مي‌كند. حسگرهاي طراحي شده براي سرطان روده بزرگ، دهانه رحم، پوست، كبد، سينه، تخمدان و غدد فوق كليوي حساسيت‌هاي مختلفي در تشخيص سلول‌هاي سرطاني نشان مي‌دهند. جابه‌جايي قله‌هاي تشديد با افزايش ضريب شكست سلول‌هاي سرطاني، حساسيت بالا و فاكتور كيفيت مطلوبي را به همراه دارد كه نشان مي‌دهد تغييرات در ساختار بلور فوتوني مي‌تواند ابزار دقيقي براي شناسايي زودهنگام سرطان‌ها باشد. تحليل‌هاي انجام شده با استفاده از تبديل فوريه گسسته و مطالعه طيف توزيع ميدان الكتريكي عرضي نشان داد كه تعامل نور با آناليت در ساختار بلور فوتوني بهبود يافته و حساسيت حسگرها به حضور سلول‌هاي سرطاني به طور قابل توجهي افزايش پيدا كرده است. اين يافته‌ها امكان تشخيص دقيق‌تر بيماري‌ها را فراهم كردند و كاربردهاي گسترده‌اي در پزشكي ارائه دادند. بدين ترتيب، بيوحسگرهاي مبتني بر بلور فوتوني دو بعدي به عنوان ابزاري نوين و غيرتهاجمي در پيشرفت فناوري‌هاي پزشكي تشخيصي مطرح شدند.

1404/07/19

منصوره غيثي

78885