Иммуносенсор поверхностного плазмонного резонанса с повышенной чувствительностью и стабильностью для детектирования фибриногена, растворимого фибрина и D-димера в плазме крови человека
Исследовано влияние технологии изготовления чипа и шумовых характеристик иммуносенсора поверхностного плазмонного резонанса (ППР) на чувствительность и стабильность работы прибора в целях достоверного клинического прогнозирования и лечения заболеваний системы кровообращения. Для исключения шума темп...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Оптоэлектроника и полупроводниковая техника |
|---|---|
| Дата: | 2012 |
| Автори: | , , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України
2012
|
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/116718 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Иммуносенсор поверхностного плазмонного резонанса с повышенной чувствительностью и стабильностью для детектирования фибриногена, растворимого фибрина и D-димера в плазме крови человека / Е.В. Костюкевич, Р.В. Христосенко, Ю.В. Ушенин, А.В. Самойлов, С.А. Костюкевич // Оптоэлектроника и полупроводниковая техника: Сб. научн. тр. — 2012. — Вип. 47. — С. 70-76. — Бібліогр.: 14 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-116718 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Костюкевич, Е.В. Христосенко, Р.В. Ушенин, Ю.В. Самойлов, А.В. Костюкевич, С.А. 2017-05-14T12:27:22Z 2017-05-14T12:27:22Z 2012 Иммуносенсор поверхностного плазмонного резонанса с повышенной чувствительностью и стабильностью для детектирования фибриногена, растворимого фибрина и D-димера в плазме крови человека / Е.В. Костюкевич, Р.В. Христосенко, Ю.В. Ушенин, А.В. Самойлов, С.А. Костюкевич // Оптоэлектроника и полупроводниковая техника: Сб. научн. тр. — 2012. — Вип. 47. — С. 70-76. — Бібліогр.: 14 назв. — рос. 0233-7577 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/116718 535.394 Исследовано влияние технологии изготовления чипа и шумовых характеристик иммуносенсора поверхностного плазмонного резонанса (ППР) на чувствительность и стабильность работы прибора в целях достоверного клинического прогнозирования и лечения заболеваний системы кровообращения. Для исключения шума температурных флуктуаций всего прибора разработан термобокс, контролирующий температуру в диапазоне 2–40 °С с точностью 0,1 °С, что значительно повышает разрешение используемой ППР сенсорной системы. In this work the influence of technology for manufacturing the chip and noise characteristics of the surface plasmon resonance (SPR) immunosensor on sensitivity and stability of this device was investigated aimed at reliable clinic diagnostics and curing the diseases of blood circulation system. To exclude the temperature fluctuation noise inherent to the whole device, we have designed a special thermal case enabling to control temperature within the range 2 to 40 °C with the accuracy 0.1 °C, which considerably increases the resolution ability of the sensor SPR system in use. ru Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України Оптоэлектроника и полупроводниковая техника Иммуносенсор поверхностного плазмонного резонанса с повышенной чувствительностью и стабильностью для детектирования фибриногена, растворимого фибрина и D-димера в плазме крови человека Surface plasmon resonance immunosensor with increased sensitivity and stability to detect fibrinogen, solved fibrin and D-dimer in human blood plasma Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Иммуносенсор поверхностного плазмонного резонанса с повышенной чувствительностью и стабильностью для детектирования фибриногена, растворимого фибрина и D-димера в плазме крови человека |
| spellingShingle |
Иммуносенсор поверхностного плазмонного резонанса с повышенной чувствительностью и стабильностью для детектирования фибриногена, растворимого фибрина и D-димера в плазме крови человека Костюкевич, Е.В. Христосенко, Р.В. Ушенин, Ю.В. Самойлов, А.В. Костюкевич, С.А. |
| title_short |
Иммуносенсор поверхностного плазмонного резонанса с повышенной чувствительностью и стабильностью для детектирования фибриногена, растворимого фибрина и D-димера в плазме крови человека |
| title_full |
Иммуносенсор поверхностного плазмонного резонанса с повышенной чувствительностью и стабильностью для детектирования фибриногена, растворимого фибрина и D-димера в плазме крови человека |
| title_fullStr |
Иммуносенсор поверхностного плазмонного резонанса с повышенной чувствительностью и стабильностью для детектирования фибриногена, растворимого фибрина и D-димера в плазме крови человека |
| title_full_unstemmed |
Иммуносенсор поверхностного плазмонного резонанса с повышенной чувствительностью и стабильностью для детектирования фибриногена, растворимого фибрина и D-димера в плазме крови человека |
| title_sort |
иммуносенсор поверхностного плазмонного резонанса с повышенной чувствительностью и стабильностью для детектирования фибриногена, растворимого фибрина и d-димера в плазме крови человека |
| author |
Костюкевич, Е.В. Христосенко, Р.В. Ушенин, Ю.В. Самойлов, А.В. Костюкевич, С.А. |
| author_facet |
Костюкевич, Е.В. Христосенко, Р.В. Ушенин, Ю.В. Самойлов, А.В. Костюкевич, С.А. |
| publishDate |
2012 |
| language |
Russian |
| container_title |
Оптоэлектроника и полупроводниковая техника |
| publisher |
Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Surface plasmon resonance immunosensor with increased sensitivity and stability to detect fibrinogen, solved fibrin and D-dimer in human blood plasma |
| description |
Исследовано влияние технологии изготовления чипа и шумовых характеристик иммуносенсора поверхностного плазмонного резонанса (ППР) на чувствительность и стабильность работы прибора в целях достоверного клинического прогнозирования и лечения заболеваний системы кровообращения. Для исключения шума температурных флуктуаций всего прибора разработан термобокс, контролирующий температуру в диапазоне 2–40 °С с точностью 0,1 °С, что значительно повышает разрешение используемой ППР сенсорной системы.
In this work the influence of technology for manufacturing the chip and noise characteristics of the surface plasmon resonance (SPR) immunosensor on sensitivity and stability of this device was investigated aimed at reliable clinic diagnostics and curing the diseases of blood circulation system. To exclude the temperature fluctuation noise inherent to the whole device, we have designed a special thermal case enabling to control temperature within the range 2 to 40 °C with the accuracy 0.1 °C, which considerably increases the resolution ability of the sensor SPR system in use.
|
| issn |
0233-7577 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/116718 |
| citation_txt |
Иммуносенсор поверхностного плазмонного резонанса с повышенной чувствительностью и стабильностью для детектирования фибриногена, растворимого фибрина и D-димера в плазме крови человека / Е.В. Костюкевич, Р.В. Христосенко, Ю.В. Ушенин, А.В. Самойлов, С.А. Костюкевич // Оптоэлектроника и полупроводниковая техника: Сб. научн. тр. — 2012. — Вип. 47. — С. 70-76. — Бібліогр.: 14 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT kostûkevičev immunosensorpoverhnostnogoplazmonnogorezonansaspovyšennoičuvstvitelʹnostʹûistabilʹnostʹûdlâdetektirovaniâfibrinogenarastvorimogofibrinaiddimeravplazmekrovičeloveka AT hristosenkorv immunosensorpoverhnostnogoplazmonnogorezonansaspovyšennoičuvstvitelʹnostʹûistabilʹnostʹûdlâdetektirovaniâfibrinogenarastvorimogofibrinaiddimeravplazmekrovičeloveka AT ušeninûv immunosensorpoverhnostnogoplazmonnogorezonansaspovyšennoičuvstvitelʹnostʹûistabilʹnostʹûdlâdetektirovaniâfibrinogenarastvorimogofibrinaiddimeravplazmekrovičeloveka AT samoilovav immunosensorpoverhnostnogoplazmonnogorezonansaspovyšennoičuvstvitelʹnostʹûistabilʹnostʹûdlâdetektirovaniâfibrinogenarastvorimogofibrinaiddimeravplazmekrovičeloveka AT kostûkevičsa immunosensorpoverhnostnogoplazmonnogorezonansaspovyšennoičuvstvitelʹnostʹûistabilʹnostʹûdlâdetektirovaniâfibrinogenarastvorimogofibrinaiddimeravplazmekrovičeloveka AT kostûkevičev surfaceplasmonresonanceimmunosensorwithincreasedsensitivityandstabilitytodetectfibrinogensolvedfibrinandddimerinhumanbloodplasma AT hristosenkorv surfaceplasmonresonanceimmunosensorwithincreasedsensitivityandstabilitytodetectfibrinogensolvedfibrinandddimerinhumanbloodplasma AT ušeninûv surfaceplasmonresonanceimmunosensorwithincreasedsensitivityandstabilitytodetectfibrinogensolvedfibrinandddimerinhumanbloodplasma AT samoilovav surfaceplasmonresonanceimmunosensorwithincreasedsensitivityandstabilitytodetectfibrinogensolvedfibrinandddimerinhumanbloodplasma AT kostûkevičsa surfaceplasmonresonanceimmunosensorwithincreasedsensitivityandstabilitytodetectfibrinogensolvedfibrinandddimerinhumanbloodplasma |
| first_indexed |
2025-11-25T23:28:32Z |
| last_indexed |
2025-11-25T23:28:32Z |
| _version_ |
1850581002981736448 |
| fulltext |
70 ISSN 0233-7577. Oïòîýëåêòðîíèêà è ïîëóïðîâîäíèêîâàÿ òåõíèêà, 2012, âûï. 47
ÓÄÊ 535.394
. . , . . ,
. . , . . , . .
,
D-
Èññëåäîâàíî âëèÿíèå òåõíîëîãèè èçãîòîâëåíèÿ ÷èïà è øóìîâûõ õà-
ðàêòåðèñòèê èììóíîñåíñîðà ïîâåðõíîñòíîãî ïëàçìîííîãî ðåçîíàíñà (ÏÏÐ) íà ÷óâñò-
âèòåëüíîñòü è ñòàáèëüíîñòü ðàáîòû ïðèáîðà â öåëÿõ äîñòîâåðíîãî êëèíè÷åñêîãî
ïðîãíîçèðîâàíèÿ è ëå÷åíèÿ çàáîëåâàíèé ñèñòåìû êðîâîîáðàùåíèÿ. Äëÿ èñêëþ÷åíèÿ
øóìà òåìïåðàòóðíûõ ôëóêòóàöèé âñåãî ïðèáîðà ðàçðàáîòàí òåðìîáîêñ, êîíòðîëè-
ðóþùèé òåìïåðàòóðó â äèàïàçîíå 2�40 Ñ ñ òî÷íîñòüþ 0,1 Ñ, ÷òî çíà÷èòåëüíî ïîâû-
øàåò ðàçðåøåíèå èñïîëüçóåìîé ÏÏÐ ñåíñîðíîé ñèñòåìû.
Êëþ÷åâûå ñëîâà: ïîâåðõíîñòíûé ïëàçìîííûé ðåçîíàíñ (ÏÏÐ), ìîíîêëîíàëüíûå
àíòèòåëà (ìîíÀÒ), ñûâîðîòêà êðîâè, ïðèáîðíûé øóì, òåðìîñòàáèëèçàöèÿ.
Äëÿ ïðîãíîçèðîâàíèÿ çàáîëåâàíèé ñèñòåìû êðîâîîáðàùå-
íèÿ è ìîíèòîðèíãà ýôôåêòèâíîñòè èõ ëå÷åíèÿ íåîáõîäèìî êîëè÷åñò-
âåííîå îïðåäåëåíèå â ïëàçìå êðîâè áîëüíûõ ìîëåêóëÿðíûõ ìàðêåðîâ,
õàðàêòåðèçóþùèõ ñîñòîÿíèå ñèñòåìû ñâåðòûâàíèÿ êðîâè: ôèáðèíîãåíà,
ðàñòâîðèìîãî ôèáðèíà è D-äèìåðà ôèáðèíîãåíà 1]. Òàêèìè çàáîëåâà-
íèÿìè ÿâëÿþòñÿ èøåìè÷åñêàÿ áîëåçíü ñåðäöà ñ åå êëèíè÷åñêèìè ôîð-
ìàìè � èíôàðêòîì ìèîêàðäà è íåñòàáèëüíîé ñòåíîêàðäèåé, èíñóëüò
ãîëîâíîãî ìîçãà, òðîìáîç ãëóáîêèõ âåí (ÒÃÂ), òðîìáîýìáîëèÿ ëåãî÷íûõ
àðòåðèé (ÒÝËÀ) è ÄÂÑ-ñèíäðîì (äèññèìèíèðîâàííîå âíóòðèñîñóäèñ-
òîå ñâåðòûâàíèå êðîâè). Ôèáðèíîãåí ÿâëÿåòñÿ öåíòðàëüíûì áåëêîì
ñâåðòûâàþùåé ñèñòåìû êðîâè (êîíöåíòðàöèÿ â íîðìå 2�4 ìã/ìë), åãî
êîíöåíòðàöèÿ ðåçêî ïîâûøàåòñÿ ïðè ðàçëè÷íûõ âîñïàëèòåëüíûõ ïðî-
öåññàõ, à òàêæå óãðîçå âíóòðèñîñóäèñòîãî òðîìáîîáðàçîâàíèÿ, òîãäà êàê
ïðè íåêîòîðûõ ïàòîëîãè÷åñêèõ ñîñòîÿíèÿõ, íàïðèìåð ÄÂÑ-ñèíäðîìå,
íàáëþäàåòñÿ ñíèæåíèå êîíöåíòðàöèè ôèáðèíîãåíà. Êîíöåíòðàöèÿ ðàñ-
òâîðèìîãî ôèáðèíà ðåçêî ïîâûøàåòñÿ ïðè àêòèâàöèè ñèñòåìû ñâåðòû-
âàíèÿ êðîâè è òðîìáîîáðàçîâàíèè. À ïî êîíöåíòðàöèè D-äèìåðà, ïðå-
âûøàþùåãî ïîðîãîâûé óðîâåíü 500 íã/ìë, â ìèðîâîé êëèíè÷åñêîé
ïðàêòèêå äèàãíîñòèðóþò ÒÃÂ è ÒÝËÀ.
Íàèáîëüøåå äîâåðèå ñðåäè èññëåäîâàòåëåé â êà÷åñòâå æèçíåñïîñîá-
íîãî èíñòðóìåíòà äëÿ áèîìîëåêóëÿðíîãî àíàëèçà è ìåäèöèíñêîé äèàã-
íîñòèêè âûçûâàåò îïòè÷åñêèé ìåòîä ïîâåðõíîñòíîãî ïëàçìîííîãî
ðåçîíàíñà (ÏÏÐ). Çäåñü èñïîëüçîâàí àâòîìàòèçèðîâàííûé ìàëîãàáà-
ðèòíûé ïðèáîð òèïà «Ïëàçìîí», ðàçðàáîòàííûé â Èíñòèòóòå ôèçèêè ïî-
ëóïðîâîäíèêîâ èì. Â.Å. Ëàøêàðåâà ÍÀÍ Óêðàèíû. Ïðèíöèï ðàáîòû
ïðèáîðà áàçèðóåòñÿ íà ýôôåêòå îïòè÷åñêîãî âîçáóæäåíèÿ âîëíû ïîâåðõ-
íîñòíîãî ïëàçìîíà (ÂÏÏ) â òîíêîé ïëåíêå çîëîòà è èññëåäîâàíèè óãëî-
âîé ôóíêöèè îòðàæåíèÿ â ãåîìåòðèè îñëàáëåííîãî ïîëíîãî âíóòðåííåãî
© Å.Â. Êîñòþêåâè÷, Ð.Â. Õðèñòîñåíêî, Þ.Â. Óøåíèí, À.Â. Ñàìîéëîâ,
Ñ.À. Êîñòþêåâè÷, 2012
71
îòðàæåíèÿ ïî ñõåìå Êðå÷ìàíà. Èçó÷àåìàÿ çàâèñèìîñòü ÿâëÿåòñÿ ðåçî-
íàíñíîé. Óãîë, ñîîòâåòñòâóþùèé ìèíèìàëüíîìó çíà÷åíèþ èíòåíñèâíî-
ñòè îòðàæåííîãî ñâåòà, íàçûâàåòñÿ óãëîì ÏÏÐ. Ïðèáîð ïîçâîëÿåò ñ âû-
ñîêîé ñêîðîñòüþ è ÷óâñòâèòåëüíîñòüþ, â ðåàëüíîì ìàñøòàáå âðåìåíè
áåç íåîáõîäèìîñòè ïðèìåíåíèÿ ìåòîê äëÿ ìîëåêóë èññëåäîâàòü êèíåòè-
êó ìîëåêóëÿðíûõ âçàèìîäåéñòâèé, ò.å. õàðàêòåðèçîâàòü ïðîöåññ ñâÿçû-
âàíèÿ áèîìîëåêóëû ñ ïàðòíåðîì, èììîáèëèçîâàííûì íà çîëîòîé ÷óâñò-
âèòåëüíîé ïîâåðõíîñòè, ïîñðåäñòâîì èçìåðåíèÿ ñäâèãà ðåçîíàíñíîãî
óãëà âî âðåìåíè.
Èñïîëüçóÿ àíòèòåëà â êà÷åñòâå ÷óâñòâèòåëüíûõ ñëîåâ áèîñåíñîðîâ,
ìîæíî ïîëó÷àòü óíèêàëüíûå ïî ñïåöèôè÷íîñòè îòêëèêè è àíàëèçèðî-
âàòü ñëîæíûå áèîëîãè÷åñêèå ïðîáû, òàêèå êàê êðîâü, ìî÷à, ñëþíà. Îñî-
áûé èíòåðåñ äëÿ ñîçäàíèÿ èììóíîñåíñîðîâ ïðåäñòàâëÿþò ìîíîêëîíàëü-
íûå àíòèòåëà (ìîíÀÒ), ÿâëÿþùèåñÿ ãîìîãåííûìè èììóíîãëîáóëèíàìè
îäèíàêîâîé ñïåöèôè÷íîñòè, ñ âûñîêèì ñðîäñòâîì ñâÿçûâàþùèåñÿ ñ
íóæíûì ó÷àñòêîì íà àíòèãåíå è ñïîñîáñòâóþùèå ïîâûøåíèþ ÷óâñòâè-
òåëüíîñòè ÏÏÐ-èììóíîñåíñîðà. Ìîíîêëîíàëüíûå àíòèòåëà ê ôèáðè-
íîãåíó, ðàñòâîðèìîìó ôèáðèíó è D-äèìåðó áûëè ïîëó÷åíû â Èíñòèòóòå
áèîõèìèè ÍÀÍ Óêðàèíû.
-
×óâñòâèòåëüíîñòü ÏÏÐ-ñåíñîðîâ çàäàåòñÿ êàê ïðîèçâîäíàÿ
èçìåðÿåìîãî ÏÏÐ-ïàðàìåòðà (ðåçîíàíñíîãî óãëà èëè äëèíû âîëíû) îò-
íîñèòåëüíî îïðåäåëÿåìîãî ïàðàìåòðà (êîýôôèöèåíòà ïðåëîìëåíèÿ, òîë-
ùèíû àäñîðáèðîâàííîãî ñëîÿ, êîíöåíòðàöèè è ò.ï.) 2 . Îáû÷íî ÷óâñò-
âèòåëüíîñòü âûðàæàþò â åäèíèöàõ èçìåíåíèÿ äåòåêòèðóåìîãî ïîêàçàòå-
ëÿ ïðåëîìëåíèÿ (RIU). Ýòà âåëè÷èíà ñòðîãî îòîáðàæàåò ñîáëþäåíèå îï-
òè÷åñêîé êîíôèãóðàöèè, ïîäõîä ê èçìåðåíèÿì èëè àëãîðèòì àíàëèçà
äàííûõ, ò.å. îïðåäåëÿåòñÿ ñâîéñòâàìè êîíêðåòíîãî ïðèáîðà. Íà ñåãî-
äíÿøíèé äåíü òèïè÷íàÿ ÷óâñòâèòåëüíîñòü êîììåð÷åñêèõ ñèñòåì ñîñòàâ-
ëÿåò 1 10�5�1 10�6 RIU. Îäíàêî â îáùåì ñëó÷àå ÷óâñòâèòåëüíîñòü ñèëüíî
çàâèñèò îò ìíîãèõ èíûõ ïàðàìåòðîâ 3 , â òîì ÷èñëå îò òåõíîëîãèè èçãî-
òîâëåíèÿ ÷óâñòâèòåëüíîãî ýëåìåíòà è ôóíêöèîíàëèçàöèè ÷óâñòâèòåëü-
íîé ïîâåðõíîñòè ñåíñîðà äëÿ ñïåöèôè÷åñêèõ ïðèìåíåíèé.
Òðåáîâàíèå ñòàáèëüíîñòè è âîñïðîèçâîäèìîñòè ôèçè÷åñêèõ ïàðà-
ìåòðîâ çîëîòîé ïëåíêè íà ñòåêëÿííîé ïîäëîæêå (íîñèòåëÿ ïëàçìîííûõ
êîëåáàíèé) ÿâëÿåòñÿ îïðåäåëÿþùèì äëÿ ïîëó÷åíèÿ äîñòîâåðíûõ è ñòà-
áèëüíûõ êîëè÷åñòâåííûõ ðåçóëüòàòîâ ÏÏÐ-èçìåðåíèé.  ðàáîòå 4 èñ-
ñëåäîâàíî âëèÿíèå íèçêîòåìïåðàòóðíîãî îòæèãà (80�250 Ñ) çîëîòîãî
ïîêðûòèÿ íà îïòè÷åñêèå è ýêñïëóàòàöèîííûå õàðàêòåðèñòèêè ÏÏÐ-ïðå-
îáðàçîâàòåëÿ. Ïîêàçàíî, ÷òî åãî ÷óâñòâèòåëüíîñòü ìîæíî óâåëè÷èòü ïî-
ñðåäñòâîì óìåíüøåíèÿ êîýôôèöèåíòà ýêñòèíêöèè ìåòàëëè÷åñêîé ïëåí-
êè ïðè óâåëè÷åíèè òåìïåðàòóðû îòæèãà ñ îïòèìóìîì ïðè 120 Ñ. Äëÿ
ýòîé òåìïåðàòóðû õàðàêòåðíî ñãëàæèâàíèå ìåëêîìàñøòàáíîãî ðåëüåôà
ïîâåðõíîñòè çîëîòîé ïëåíêè è óìåíüøåíèå ðàññåÿíèÿ ïëàçìîíîâ è, êàê
ñëåäñòâèå, äîñòèæåíèå îïòèìàëüíûõ ïàðàìåòðîâ ðåçîíàíñíîé êðèâîé.
Òàêèì îáðàçîì, òåðìè÷åñêèé îòæèã ïëåíîê çîëîòà ïðè òåìïåðàòó-
ðå 120 Ñ îáåñïå÷èâàåò íàèëó÷øèå ýêñïëóàòàöèîííûå õàðàêòåðèñòèêè
ÏÏÐ-ïðåîáðàçîâàòåëåé íà èõ îñíîâå. Îäíàêî àäñîðáöèÿ áèîìîëåêóë íà
ñâîáîäíóþ çîëîòóþ ïîâåðõíîñòü ìîæåò ïðèâîäèòü ê íåæåëàòåëüíûì îï-
òè÷åñêèì è ñòðóêòóðíûì ýôôåêòàì ìåòàëëè÷åñêîé ïîâåðõíîñòè. Êðîìå
72
Ðèñ. 1. Äðåéô áàçîâîé ëèíèè ÏÏÐ-ïðè-
áîðà â âîäå ñî âðåìåíåì äëÿ ÷óâñòâè-
òåëüíîãî ýëåìåíòà ñî ñâîáîäíîé çîëîòîé
ïîâåðõíîñòüþ è ïîâåðõíîñòüþ, ìîäèôè-
öèðîâàííîé äîäåêàíòèîëîì
òîãî, èññëåäîâàíèÿ äîëãîâðåìåííîé
ñòàáèëüíîñòè ðåçîíàíñíûõ êðèâûõ
îòîææåííûõ ïëåíîê çîëîòà íà âîç-
äóõå è â âîäå òàêæå ñâèäåòåëüñò-
âóþò î íåîáõîäèìîñòè ïðèìåíå-
íèÿ ïåðåõîäíûõ ñëîåâ, ñïîñîáíûõ
çàùèòèòü ÷óâñòâèòåëüíóþ ïîâåðõ-
íîñòü è ñòàáèëèçèðîâàòü ïàðàìåòðû ÏÏÐ-ñåíñîðà. Äëÿ îáåñïå÷åíèÿ
ìàêñèìàëüíîé ÷óâñòâèòåëüíîñòè ïðåîáðàçîâàòåëÿ òîëùèíà ïåðåõîäíîãî
ñëîÿ äîëæíà áûòü íàìíîãî ìåíüøå ãëóáèíû ïðîíèêíîâåíèÿ ÂÏÏ âî
âíåøíþþ ñðåäó (100�200 íì äëÿ èçëó÷åíèÿ â âèäèìîé îáëàñòè ñïåêòðà).
Äëÿ ôîðìèðîâàíèÿ çàùèòíîãî ñëîÿ ÷óâñòâèòåëüíîãî ÏÏÐ-ýëåìåíòà
ìîæíî èñïîëüçîâàòü ñàìîñîáèðàþùèåñÿ ìîëåêóëÿðíî-îðãàíèçîâàííûå
îðãàíè÷åñêèå ìîíîñëîè (ÑÎÌ) ñ êîíòðîëèðóåìûì ñîñòàâîì, ñòðóêòóðîé
è òîëùèíîé 5 . Íàèáîëåå ðàñïðîñòðàíåííûìè ÿâëÿþòñÿ ñëîè íà îñíîâå
ôóíêöèîíàëèçîâàííûõ ìåðêàïòàíîâ, â ÷àñòíîñòè, àëèôàòè÷åñêèõ òèîëîâ
(HS�(CH2)n�X) èç-çà ïðîñòîé òåõíîëîãèè èõ ïîëó÷åíèÿ, ñòàáèëüíîñòè
è ôóíêöèîíàëüíîãî ðàçíîîáðàçèÿ. Îñíîâíàÿ èäåÿ ïðèìåíåíèÿ ýòèõ ëè-
íåéíûõ ìîëåêóë ñîñòîèò â èñïîëüçîâàíèè âûñîêîãî ñðîäñòâà çîëîòà ê
àòîìàì ñåðû. Îðãàíèçàöèÿ ìîäèôèöèðóþùåãî ñëîÿ íà ïîâåðõíîñòè
áëàãîðîäíîãî ìåòàëëà ïðîèñõîäèò ìåòîäîì äëèòåëüíîé ñàìîïðîèçâîëü-
íîé õåìîñîðáöèè èç ðàñòâîðà, ïðåèìóùåñòâåííî â ýòàíîëå, ñ êîíöåí-
òðàöèåé (0,1�1,0) 10�3Ì è ñîñòîèò èç äâóõ ýòàïîâ. Ïåðâîíà÷àëüíî ïðî-
èñõîäèò âçàèìîäåéñòâèå HS-ãðóïïû òèîëà è ïîâåðõíîñòíûõ àòîìîâ çî-
ëîòà ñ îáðàçîâàíèåì òèîëàòà çîëîòà. Çàòåì ñëåäóåò ìèêðîñòðóêòóðíàÿ
ïåðåñòðîéêà ñâÿçàííîãî ìîíîñëîÿ, óïðàâëÿåìàÿ ãèäðîôîáíûì âçàèìî-
äåéñòâèåì àëèôàòè÷åñêèõ öåïåé è ñîïðîâîæäàþùàÿñÿ ðåêîíñòðóêöèåé
ïîâåðõíîñòè áëàãîðîäíîãî ìåòàëëà. Òàêèì îáðàçîì, ôîðìèðóåòñÿ ïëîò-
íîóïàêîâàííîå ìîëåêóëÿðíîå ïîêðûòèå, îáåñïå÷èâàþùåå çíà÷èòåëüíûé
áàðüåð äëÿ ïåðåíîñà ýëåêòðîíîâ è èîíîâ, è îáëàäàþùåå âûñîêîé êèíå-
òè÷åñêîé è òåðìîäèíàìè÷åñêîé ñòàáèëüíîñòüþ. Ïðè ýòîì ôóíêöèî-
íàëüíûå òåðìèíàëüíûå ãðóïïû îïðåäåëÿþò ôèçèêî-õèìè÷åñêèå ñâîéñò-
âà ìîäèôèöèðîâàííîé ìåòàëëè÷åñêîé ïîâåðõíîñòè, à óãëåâîäîðîäíûå
öåïè îáåñïå÷èâàþò åå ïðîñòðàíñòâåííîå ýêðàíèðîâàíèå íà äåñÿòêè àíã-
ñòðåì (äëèíà ñâÿçè C�H 1,1 Å), ÷òî íå îêàçûâàåò ñóùåñòâåííîãî
âëèÿíèÿ íà ÷óâñòâèòåëüíîñòü ñåíñîðà.
Íà ðèñ. 1 îòðàæåí äðåéô áàçîâîé ëèíèè ÏÏÐ-ïðèáîðà â âîäå ñî âðå-
ìåíåì äëÿ ÷óâñòâèòåëüíîãî ýëåìåíòà ñî ñâîáîäíîé çîëîòîé ïîâåðõíîñòüþ è
ïîâåðõíîñòüþ, ìîäèôèöèðîâàííîé äîäåêàíòèîëîì (HS(CH2)11CH3). Áàçî-
âàÿ ëèíèÿ ñ ïðèìåíåíèåì ìîäèôèöèðóþùåãî ïîêðûòèÿ áîëåå ñòàáèëü-
íà, ìîíîòîííà è èìååò òåíäåíöèþ ê íåáîëüøîìó ðîñòó ( 32 óãë. ñ â
÷àñ), ÷òî ìîæåò ñâèäåòåëüñòâîâàòü î ïðèñóòñòâèè â âîäå íåáîëüøîãî êî-
ëè÷åñòâà àäñîðáèðóþùèõñÿ âåùåñòâ. Äëÿ íåçàùèùåííîé ïëåíêè çîëîòà
íàáëþäàåòñÿ ñìåùåíèå ïîëîæåíèÿ ìèíèìóìà ÏÏÐ â ñòîðîíó ìåíüøèõ
óãëîâ ( 88 óãë. ñ â ÷àñ), ÷òî ñêîðåå âñåãî ñâÿçàíî ñ ïðîíèêíîâåíèåì
âîäû ïî ïîðàì è ãðàíèöàì ìèêðîêðèñòàëëîâ çîëîòîé ïëåíêè.
Îãðîìíóþ ðîëü â ïîâûøåíèè ÷óâñòâèòåëüíîñòè ÏÏÐ-ïðèáîðà ïðè
äåòåêòèðîâàíèè öåëåâîãî áåëêà èãðàåò ôóíêöèîíàëèçàöèÿ çîëîòîé ïî-
73
âåðõíîñòè áèîñåíñîðà.  íàøåì ñëó÷àå äëÿ äåòåêòèðîâàíèÿ ôèáðèíîãå-
íà, ðàñòâîðèìîãî ôèáðèíà è D-äèìåðà â ïëàçìå êðîâè ÷åëîâåêà ïðîáëå-
ìîé ÿâëÿåòñÿ êîâàëåíòíîå çàêðåïëåíèå íà çîëîòîé ïîâåðõíîñòè ñåíñîðà
ñïåöèôè÷åñêèõ ìîíÀÒ.
Ïîñêîëüêó êîíöåíòðàöèÿ ôèáðèíîãåíà â ïëàçìå êðîâè âûñîêà, äëÿ
åãî äåòåêòèðîâàíèÿ èñïîëüçîâàëè ìåòîä ïðÿìîé àäñîðáöèè ìîíÀÒ ê
ôèáðèíîãåíó íà ïîâåðõíîñòü çîëîòîé ïëåíêè 6]. Ñóùåñòâåííîå ðàçáàâ-
ëåíèå èññëåäóåìîé ïëàçìû áóôåðîì ïîçâîëèëî ñîõðàíèòü âûñîêóþ êîí-
öåíòðàöèþ äåòåêòèðóåìîãî áåëêà è çíà÷èòåëüíî óìåíüøèòü âëèÿíèå
áîëüøèíñòâà äðóãèõ áåëêîâ ïëàçìû, à äîáàâëåíèå â áóôåð äåòåðãåíòà
Òâèí-20 ïðàêòè÷åñêè èñêëþ÷èëî íåñïåöèôè÷åñêóþ ñîðáöèþ.
Îäíàêî ìåòîä ïðÿìîé àäñîðáöèè ìîíÀÒ íå ÿâëÿåòñÿ êîððåêòíûì,
ïîñêîëüêó ïðè èììîáèëèçàöèè ïðîèñõîäèò ñèëüíîå âçàèìîäåéñòâèå çî-
ëîòà ñ àòîìàìè ñåðû áèîìîëåêóëû. Ýòî ñîïðîâîæäàåòñÿ çàìåòíûì èçìå-
íåíèåì ôèçèêî-õèìè÷åñêèõ ñâîéñòâ ìîëåêóëû è äàæå ïîëíîé ïîòåðåé
åå áèîëîãè÷åñêîé àêòèâíîñòè. Ïîýòîìó âîçìîæíîñòü è ñêîðîñòü ïðîòå-
êàíèÿ ðåàêöèè, à òàêæå âåëè÷èíà îòêëèêà ÏÏÐ-èììóíîñåíñîðà ñóùåñò-
âåííî çàâèñÿò îò îðèåíòèðîâàííîé èììîáèëèçàöèè áèîëîãè÷åñêèõ
ìîëåêóë â ñâîåì åñòåñòâåííîì, íåíàðóøåííîì ñîñòîÿíèè çà ñ÷åò èñ-
ïîëüçîâàíèÿ ïåðåõîäíûõ ñëîåâ. Ýòî îñîáåííî âàæíî ïðè äåòåêòèðîâà-
íèè áèîìîëåêóë ìàëîãî ðàçìåðà è íèçêîé êîíöåíòðàöèè. Ïðè ðàçðàáîò-
êå ìåòîäèêè ìîäèôèêàöèè çîëîòîé ïîâåðõíîñòè íåîáõîäèìî òàêæå ó÷è-
òûâàòü, ÷òî íàèìåíüøåå äåòåêòèðîâàíèå è ÷óâñòâèòåëüíîñòü òåì âûøå,
÷åì áîëüøå ðàáî÷àÿ ïîâåðõíîñòü ÷óâñòâèòåëüíîãî ýëåìåíòà.
Áûëà ïðåäëîæåíà ìåòîäèêà ìîäèôèêàöèè çîëîòîé ïîâåðõíîñòè
äâóõêîìïîíåíòíîé ìàòðèöåé ìåðêàïòàíîâ ñ ðàçíîé äëèíîé öåïè è ðàç-
ëè÷íûìè ôóíêöèîíàëüíûìè ãðóïïàìè, ÷òî îáåñïå÷èëî ïîëó÷åíèå ðàç-
âèòîãî ìèêðîðåëüåôà ïîâåðõíîñòè ñåíñîðíîãî ÷èïà, à òàêæå ïðî÷íóþ ïî-
ñëåäóþùóþ èììîáèëèçàöèþ ìîíÀÒ íà íåé 7 , êîòîðóþ óñïåøíî ïðè-
ìåíèëè äëÿ äåòåêòèðîâàíèÿ ôèáðèíîãåíà è ðàñòâîðèìîãî ôèáðèíà â
ïëàçìå êðîâè ÷åëîâåêà. Èììîáèëèçàöèþ ìîíÀÒ ïðîâîäèëè ïîñëå ôîð-
ìèðîâàíèÿ íà çîëîòîé ÏÏÐ-ïîâåðõíîñòè ÑÎÌ ïóòåì äëèòåëüíîé ñà-
ìîïðîèçâîëüíîé ñîàäñîðáöèè èç ðàñòâîðà ìåðêàïòîãåêñàíîëà è ìåð-
êàïòîóíäåêàíîâîé êèñëîòû. Äëÿ êîâàëåíòíîãî çàêðåïëåíèÿ ìîíÀÒ
êàðáîêñèëüíûå ãðóïïû ÑÎÌ àêòèâèðîâàëè 0,2 Ì ðàñòâîðîì áèöèêëî-
ãåêñèëêàðáîäèèìèäà â áåçâîäíîé ñðåäå è ìíîãîêðàòíî ïðîìûâàëè àöå-
òîíîì. Ïîñëå ýòîé îïåðàöèè ÷èï ñóøèëè â ïîòîêå àðãîíà, äàëåå ñ ïî-
ìîùüþ ìèêðîïèïåòêè íàíîñèëè 0,5 ìë ðàñòâîðà ìîíÀÒ ñ êîíöåíòðàöè-
åé 25�50 ìêã/ìë â 0,02 HEPES, ðÍ 7,4, 0,3 Ì NaCl, 0,005 % Tween-20,
0,005 % NaN3.  òàêîì ñîñòîÿíèè ÷èï ñ ìîíÀÒ íà çîëîòîé ïîâåðõíîñòè
âûäåðæèâàëè 12 ÷ ïðè t = +4 Ñ. Çàòåì ïîâåðõíîñòü ÷èïà ïðîìûâàëè áó-
ôåðîì, íàíîñèëè íà íåå 0,5 ìë 1Ì ðàñòâîðà ýòàíîëàìèíà â âîäå è âû-
äåðæèâàëè â òå÷åíèå 1 ÷, ïðîìûâàëè áóôåðîì. Ïîñëå ýòîãî ÷èï áûë ãî-
òîâ äëÿ äåòåêòèðîâàíèÿ áåëêîâ.
Äëÿ äåòåêòèðîâàíèÿ D-äèìåðà, êîíöåíòðàöèÿ êîòîðîãî â êðîâè íèç-
êàÿ, íåîáõîäèìî äîñòèæåíèå ìàêñèìàëüíîé ÷óâñòâèòåëüíîñòè ïðèáîðà,
óðîâåíü êîòîðîé îãðàíè÷èâàþò øóìû ðàçëè÷íîé ïðèðîäû 8 .
Ïîëíûé óðîâåíü øóìà ÏÏÐ ñåíñîðíîé ñèñòåìû óñòàíàâ-
ëèâàåò íàèìåíüøèé ïðåäåë èçìåðÿåìûõ èçìåíåíèé êîýôôèöèåíòà
ïðåëîìëåíèÿ, èíà÷å, ðàçðåøåíèå ñåíñîðà. Ýòà âåëè÷èíà íå òîëüêî îïðå-
74
Ðèñ. 2. Âíåøíèé âèä êàìåðû, êîíòðîëè-
ðóþùåé òåìïåðàòóðó, ñ ðàáîòàþùèì ïðè-
áîðîì òèïà «Ïëàçìîí»
äåëÿåòñÿ îïòè÷åñêèìè ñâîéñòâàìè
ñåíñîðíîãî ÷èïà, íî è íàõîäèòñÿ
ïîä âëèÿíèåì ýëåêòðîííûõ øóìî-
âûõ õàðàêòåðèñòèê ÏÏÐ ñåíñîðíîé
ñèñòåìû, âêëþ÷àÿ àëãîðèòì îáðà-
áîòêè ñèãíàëà 9,10 . Ïî àíàëîãèè
ñ ðàññóæäåíèÿìè îòíîñèòåëüíî øó-
ìîâ äðóãèõ òèïîâ îïòè÷åñêèõ ñåí-
ñîðîâ 11 , ïîëíûé øóì ( Ns,tot ) ìîæíî çàïèñàòü êàê
2
,s tot i
i
N N ,
ãäå Ni � åäèíè÷íûé øóìîâîé âêëàä, âûðàæåííûé â ñòàíäàðòíîì èëè
ñðåäíåêâàäðàòè÷åñêîì îòêëîíåíèè è âêëþ÷àþùèé øóì äåòåêòèðîâàíèÿ
èçëó÷åíèÿ Ndet ; ôëóêòóàöèè èñõîäÿùèå îò èñòî÷íèêà ñâåòà Nrad , â
çíà÷èòåëüíîé ñòåïåíè îïðåäåëÿåìûå ýëåêòðîííûì øóìîì è êà÷åñòâîì
êîíòðîëèðóþùåé ýëåêòðîíèêè; òåðìè÷åñêèé øóì, âûçûâàåìûé òåìïåðà-
òóðíûìè ôëóêòóàöèÿìè Ntemp ; øóì ìåõàíè÷åñêèõ ôëóêòóàöèé Nmech ,
êîòîðûé ÿâëÿåòñÿ ðåçóëüòàòîì âíåøíåãî è âíóòðåííåãî âîçäåéñòâèÿ íà-
ëàãàåìîãî íà ñåíñîðíûé ÷èï è îïòè÷åñêóþ ñèñòåìó. Êðîìå òîãî, åñòü
åùå øóìû ìåæôàçíûõ ôëóêòóàöèé èç-çà ñëó÷àéíûõ ïðîöåññîâ àäñîðá-
öèè-äåñîðáöèè íà ãðàíèöå ðàçäåëà, âêëþ÷àÿ ýôôåêòû èç-çà ìèêðîñêî-
ïè÷åñêèõ âîçäóøíûõ ïóçûðüêîâ íà ïîâåðõíîñòè çîëîòîé ïëåíêè, ôëóê-
òóàöèè ïîòîê/äàâëåíèå èç-çà ðàáîòû íàñîñà, ïîäàþùåãî ïðîáó â êþâåòó,
à òàêæå ýëåêòðîìàãíèòíóþ èíòåðôåðåíöèþ ýëåêòðîíèêè ñ âíåøíèìè èñ-
òî÷íèêàìè.
Òðóäíî ïîëíîñòüþ îòäåëèòü è êîëè÷åñòâåííî îöåíèòü êàæäûé åäè-
íè÷íûé øóìîâîé âêëàä, îäíàêî íàèáîëåå ñóùåñòâåííûìè ÿâëÿþòñÿ ýô-
ôåêòû òåìïåðàòóðíûõ ôëóêòóàöèé, ó êîòîðûõ ðàçíîå ïðîèñõîæäåíèå
12]. Âî-ïåðâûõ, ïîâåðõíîñòíûå ïëàçìîíû (ÏÏ) ÷óâñòâèòåëüíû ê èçìå-
íåíèþ òåìïåðàòóðíî-çàâèñèìîãî ýôôåêòèâíîãî êîýôôèöèåíòà ïðåëîì-
ëåíèÿ ïðîáû. Íàïðèìåð, êîýôôèöèåíò ïðåëîìëåíèÿ âîäû èçìåíÿåòñÿ
íà 10�5 RIU ïðè èçìåíåíèè òåìïåðàòóðû íà 0,1 Ñ 13 , ÷òî áëèçêî ê
ïðåäåëó äåòåêòèðîâàíèÿ ÏÏÐ-ïðèáîðîâ. Âî-âòîðûõ, òåìïåðàòóðíûå èç-
ìåíåíèÿ â ñëîå çîëîòà ìîãóò çíà÷èòåëüíî âëèÿòü íà ãåíåðàöèþ ÏÏ. Ïðè
âûñîêîé òåìïåðàòóðå êîëåáàíèÿ ÏÏ áóäóò çíà÷èòåëüíî îñëàáëÿòüñÿ èç-
çà óâåëè÷åíèÿ ýëåêòðîí-ôîíîííîãî ðàññåÿíèÿ â ìåòàëëå 14 . Ýòî ïðè-
âîäèò ê ðàñøèðåíèþ ÏÏÐ-êðèâîé è óìåíüøåíèþ ÷óâñòâèòåëüíîñòè
ÏÏÐ-ïðèáîðà. Â-òðåòüèõ, èçìåíåíèå òåìïåðàòóðû ìîæåò âëèÿòü íà ðà-
áîòó âàæíûõ êîìïîíåíò ñåíñîðíîé ñèñòåìû, òàêèõ êàê âûõîäíîé ñèãíàë
èñòî÷íèêà ñâåòà (èíòåíñèâíîñòü è äëèíó âîëíû), îòêëèê äåòåêòîðà è
ñåíñîðíóþ ãåîìåòðèþ. È, íàêîíåö, èçìåíåíèå òåìïåðàòóðû îêðóæàþ-
ùåé ñðåäû ìîæåò âîçäåéñòâîâàòü íà ñêîðîñòü è/èëè ýôôåêòèâíîñòü èí-
òåðåñóþùåãî ìîëåêóëÿðíîãî ñîáûòèÿ ñâÿçûâàíèÿ.
Òàêèì îáðàçîì, äëÿ äîñòèæåíèÿ ñòàáèëüíîé ðàáîòû ïðèáîðà è ïîëó-
÷åíèÿ äîñòîâåðíûõ ðåçóëüòàòîâ, â ïåðâóþ î÷åðåäü, íåîáõîäèìà ìèíèìè-
çàöèÿ ÏÏÐ-ýôôåêòîâ, âûçûâàåìûõ èçìåíåíèåì òåìïåðàòóðû. Äëÿ ýòîãî
ïðèìåíÿþò ñòàáèëèçàöèþ (àêòèâíûé êîíòðîëü òåìïåðàòóðû) è êîìïåí-
ñàöèþ (ââåäåíèå îïîðíîãî êàíàëà).  ñëó÷àå, êîãäà ïðèáîð ðàáîòàåò â
75
Ðèñ. 3. Äîëãîâðåìåííûé
äðåéô ÏÏÐ-ñèãíàëà â âîäå
äëÿ ÏÏÐ-÷èïà: 1 � â óñëîâèÿõ
îêðóæàþùåé ñðåäû; 2 � ïðè
ïîìåùåíèè â òåðìîáîêñ
øèðîêîì äèàïàçîíå îêðóæàþùåé òåìïåðàòóðû èëè ïðè äåòåêòèðîâàíèè
ìàëîé ìàññû, âîçìîæíî, íåîáõîäèìà êîìáèíàöèÿ ìåòîäîâ.
 ðàáîòå äëÿ ðåøåíèÿ ïðîáëåìû ñòàáèëèçàöèè òåìïåðàòóðû ïðåä-
ëàãàåòñÿ èñïîëüçîâàòü êàìåðó, êîíòðîëèðóþùóþ òåìïåðàòóðó (òåðìîáîêñ),
â êîòîðóþ ïîëíîñòüþ ïîìåùàåòñÿ ðàáîòàþùèé ïðèáîð òèïà «Ïëàçìîí»
(ðèñ. 2). Â òåðìîáîêñ, êîíòðîëèðóþùåì òåìïåðàòóðó â äèàïàçîíå 2�
40 Ñ ñ òî÷íîñòüþ 0,1 Ñ, ïðèìåíÿåòñÿ ðàçðàáîòàííûé â Èíñòèòóòå ôè-
çèêè ïîëóïðîâîäíèêîâ òåìïåðàòóðíûé êîíòðîëëåð ñ îïòèìèçèðîâàííû-
ìè ïàðàìåòðàìè ïðîïîðöèîíàëüíî-èíòåãðàëüíî-äèôôåðåíöèàëüíîãî ðåãó-
ëÿòîðà, ìîäóëèðóþùåãî âûõîäíóþ ìîùíîñòü òåðìîýëåêòðè÷åñêîãî ìîäóëÿ
íà îñíîâå ýôôåêòà Ïåëüòúå.
Íà ðèñ. 3 ïîêàçàí äîëãîâðåìåííûé äðåéô ñèãíàëà â âîäå äëÿ îïè-
ñàííîãî âûøå ÏÏÐ-÷èïà, ïîëó÷åííûé ñ ïîìîùüþ ïðèáîðà òèïà «Ïëàç-
ìîí» â óñëîâèÿõ îêðóæàþùåé ñðåäû è ñòàáèëèçàöèè òåìïåðàòóðû ïðè
ïîìåùåíèè â òåðìîáîêñ. Î÷åâèäíî, ÷òî ïðåäëîæåííàÿ íàìè òåõíîëîãèÿ
èçãîòîâëåíèÿ ñåíñîðíîãî ÷èïà è êîíñòðóêöèÿ ÏÏÐ-ïðèáîðà â ñî÷åòà-
íèè ñ èñïîëüçîâàíèåì òåðìîáîêñà ïîçâîëèò îïðåäåëèòü óðîâåíü ôèáðè-
íîãåíà, ðàñòâîðèìîãî ôèáðèíà è D-äèìåðà â ïëàçìå êðîâè ÷åëîâåêà.
Ðàáîòà ïîñâÿùåíà ðàçðàáîòêå ÏÏÐ-èììóíîñåíñîðà ñ ïî-
âûøåííîé ÷óâñòâèòåëüíîñòüþ è ñòàáèëüíîñòüþ äëÿ êëèíè÷åñêîãî îïðå-
äåëåíèÿ óðîâíÿ ôèáðèíîãåíà, ðàñòâîðèìîãî ôèáðèíà è D-äèìåðà â
ïëàçìå êðîâè ÷åëîâåêà. Èññëåäîâàíî âëèÿíèå ïðèáîðíîãî øóìà è äîë-
ãîâðåìåííîãî äðåéôà ñèãíàëà çà ñ÷åò íåñîâåðøåííîé òåõíîëîãèè èçãî-
òîâëåíèÿ ÏÏÐ-÷èïà íà ïîëó÷åíèå äîñòîâåðíûõ ðåçóëüòàòîâ ïðè óñëîâèè
ìàëîé êîíöåíòðàöèè è/èëè ìàëîé ìîëåêóëÿðíîé ìàññû àíàëèòà. Ïîêà-
çàíî, ÷òî òåìïåðàòóðíàÿ ñòàáèëèçàöèÿ âñåãî ïðèáîðà ñïîñîáñòâóåò óìåíü-
øåíèþ óðîâíÿ øóìà è çíà÷èòåëüíî óâåëè÷èâàåò ðàçðåøåíèå èñïîëüçóå-
ìîé ÏÏÐ ñåíñîðíîé ñèñòåìû.
76
K.V. Kostyukevych, R.V. Khristosenko,
Yu.V. Ushenin, A.V. Samoylov, S.A. Kostyukevych
SURFACE PLASMON RESONANCE IMMUNOSENSOR
WITH INCREASED SENSITIVITY AND STABILITY TO DETECT
FIBRINOGEN, SOLVED FIBRIN AND D-DIMER
IN HUMAN BLOOD PLASMA
In this work the influence of technology for manufacturing the chip and
noise characteristics of the surface plasmon resonance (SPR) immunosensor on sensitivity
and stability of this device was investigated aimed at reliable clinic diagnostics and curing
the diseases of blood circulation system.
To exclude the temperature fluctuation noise inherent to the whole device, we have
designed a special thermal case enabling to control temperature within the range 2 to 40 Ñ
with the accuracy 0.1 Ñ, which considerably increases the resolution ability of the sensor
SPR system in use.
Keywords: surface plasmon resonance (SPR), monoclonal antibodies (monAB), blood
serum, device noise, thermal stabilization.
1. Ëóãîâñêîé Ý.Â. Ìîëåêóëÿðíûå ìåõàíèçìû îáðàçîâàíèÿ ôèáðèíà è ôèáðèíîëèçà. �
Êèåâ: Íàóê. äóìêà, 2003. � 223 ñ.
2. Homola J., Yee S.S., Gauglitz G. Surface plasmon resonance sensors: review // Sensors
and Actuators B. � 1999. � 54. � P. 3�15.
3. Yeatman E.M. Resolution and sensitivity in surface plasmon microscopy and sensing //
Biosensors Bioelectron. � 1996. � 11. � P. 635�649.
4. Snopok B.A., Kostyukevich E.V., Lysenko S.I. et al. Optical biosensors based on the sur-
face plasmon resonance phenomenon: optimization of the metal layer parameters //
Semiconductor Phys., Quant. Electron. and Optoelectron. � 2001. � 4, N 1. � P. 56�69.
5. Ulman A. Formation and structure of self-assembled monolayers // Chem. Rev. � 1996. �
96. � P. 1533�1554.
6. Øèðøîâ Þ.Ì., Êîñòþêåâè÷ Å.Â., Ëóãîâñêîé Ý.Â. è äð. Èììóíîñåíñîð íà îñíîâå
ïîâåðõíîñòíîãî ïëàçìîííîãî ðåçîíàíñà äëÿ ýêñïðåññ-àíàëèçà óðîâíÿ ôèáðèíîãå-
íà â ïëàçìå êðîâè ÷åëîâåêà // Äîï. ÍÀÍ Óêðà¿íè. � 2003. � 7. � C. 168�171.
7. Storozhylova N.S., Bereznytsky G.K., Makogonenko E.M., Lugovskoi E.V. Preparation of
SPR immunosensor chip for fibrinogen and soluble fibrin determination in human
plasma // Mat. of the Bridges in Life Sciences 6th Annual Scientific Meeting, Brati-
slava, Slovakia, April 8�10. � 2011. � P. 146�147.
8. Ober R.J., Ward E.S. The influence of signal noise on the accuracy of kinetic constants
measured by surface plasmon resonance experiments // Anal. Biochem. � 1999. � 273. �
Ð. 49�61.
9. Kolomenskii A.A., Gershon P.D., Schuessler H.A. Sensitivity and detection limit of con-
centration and adsorption measurements by laser-induced surface-plasmon resonance //
Appl. Opt. � 1997. � 36. � P. 6539�6547.
10. Nenninger G.G., Piliarik M., Homola J. Data analysis for optical sensors based on spec-
troscopy of surface plasmon // Measur. Sci. Technol. � 2002. � 13. � Ð. 2038�2046.
11. Neff H., Khrebtov I.A., Tkachenko A.D. et al. Noise, Bolometric performance and aging
of thin high Tc-superconducting films on silicon membranes // J. Thin Solid Films. �
1998. � 324. � Ð. 230�238.
12. Ozdemir S.K., Turhan-Sayan G. Temperature effects on surface plasmon resonance:
design considerations for an optical temperature sensor // J. Lightwave Technol. �
2003. � 21. � P. 805�814.
13. Schasfoort R.B.M., Tudos A.J. Handbook of Surface Plasmon Resonance. � Cam-
bridge, U.K.: Royal Society of Chemiastry, 2008.� P. 403.
14. Chiang H., Wang Y., Leung P. et al. A theoretical model for the temperature-dependent
sensitivity of the optical sensor based on surface plasmon resonance // Optic. Communica-
tions. � 2001. � 188. � P. 283�289.
Èíñòèòóò ôèçèêè ïîëóïðîâîäíèêîâ
èì. Â.Å. Ëàøêàðåâà
ÍÀÍ Óêðàèíû
Ïðîñïåêò Íàóêè, 41
03028 Êèåâ
Ïîëó÷åíî 15.05.2012
|