Miniature Optical Fiber DNA Hybridization Sensor With Temperature Compensation Using a Gold Nanofilm-Coated Optical Fiber

材料科学 DNA–DNA杂交 表面等离子共振 DNA 生物传感器 光纤传感器 光纤 分子生物物理学 杂交探针 温度测量 检出限 分子生物学 纤维 化学 光学 纳米技术 生物 物理 生物化学 色谱法 纳米颗粒 复合材料 量子力学
作者
Xue Zhou,Pengqi Gong,Ying Ai,Yuhan Hou,Xuegang Li
出处
期刊:IEEE Sensors Journal [IEEE Sensors Council]
卷期号:23 (7): 6931-6938 被引量:6
标识
DOI:10.1109/jsen.2023.3247599
摘要

Deoxyribonucleic acid (DNA) hybridization method is one of the most important techniques for detecting new disease genes. However, temperature cross sensitivity is ubiquitously found in the DNA hybridization process, which may cause DNA damage and even produce false positives. An optical DNA hybridization sensor with temperature compensation based on dual surface plasmon resonance (SPR) effect by using a gold nanofilm coating optical fiber was proposed and demonstrated. Two parameters of DNA and temperature detection were realized by different functional modifications of the gold nanofilm. Also, a matrix equation was employed to analyze the relationship between two variables. Lung cancer-related genes exon-20 gene fragment was successfully detected in our work. From the theoretical and experimental results, the DNA detection limit was 9 nmol/L, and the temperature sensitivity reaches −1.74 nm/°C. The designed sensor could detect DNA with low concentration and measure temperature at the same time. The proposed sensor has the potential to be applied in disease marker gene detection with temperature compensation.
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