用于多重疟疾生物传感的发散光束表面等离子体共振架构

我们提出了一种用于多重疟疾生物传感的发散光束 Kretschmann 表面等离子体共振（SPR）平台的数值研究。由 Powell 透镜产生的扇形光束实现了对单个 Au 膜上空间分离的感兴趣区域的基于相机的角度询问，从而无需机械扫描。该框架将棱镜/Au 多层膜的传输矩阵建模与生物功能界面处生物分子结合的有效吸附层描述相结合。作为代表性的双生物标志物案例，我们考虑了疟原虫乳酸脱氢酶（pLDH）和富组氨酸蛋白 2（HRP-2）。将 N-SF11/Au（45 nm）基线与已发表的水/甘油数据进行基准比对，重现了特征共振位置，并得出 $73.2181 \,^\circ \text{RIU}^{-1}$ 的体角度灵敏度。在具有代表性的类适配体和类抗体识别层下，相关传感状态保持在 $54^\circ$ 至 $57^\circ$ 之间，并产生明显且探测器可分辨的响应。将光学模型与有效介质和 Langmuir 结合描述相结合，得出基于模型的检测限：HRP-2 约为 $5.5\,\text{ng mL}^{-1}$，pLDH 约为 $5.8\times 10^{-2}\,\text{ng mL}^{-1}$。这些结果支持发散光束 SPR 作为定量多重疟疾生物传感的可行架构。