Resumen

La espectroscopia óptica de modos de luz de guía de ondas (OWLS) se aplica ampliamente para supervisar la adsorción de proteínas, el autoensamblaje de polímeros y las células vivas en la superficie del sensor de forma libre de etiquetas. Normalmente, para determinar los parámetros optogeométricos de la capa de analito (adlayer), se utiliza el modelo de adlayer delgada homogénea e isótropa para analizar los datos OWLS registrados. Sin embargo, en la mayoría de las situaciones prácticas, la capa de analito no es homogénea ni isótropa. Por lo tanto, la medición con dos modos de guía de ondas y el modelo aplicado no pueden proporcionar suficiente información sobre los parámetros de la posible inhomogeneidad y anisotropía de la adlapa. Sólo es posible determinar el índice de refracción de la capa intermedia cuasi homogénea, el espesor de la capa y la masa superficial. En el presente trabajo, construimos un modelo de adláter inhomogéneo. En nuestro modelo, la adláter cubre la superficie de la guía de ondas sólo parcialmente y tiene un determinado perfil de índice de refracción perpendicular a la superficie del sensor. Mediante cálculos analíticos y numéricos del modelo, se investigan los perfiles de índice de refracción escalonado y exponencial con coberturas de superficie variables de 0 a 100%. Se resumen las ecuaciones relevantes y se estudian en detalle tres estructuras de sensor de guía de ondas típicamente empleadas. Predecimos los errores en los parámetros optogeométricos calculados de la capa adyacente simulando la medición OWLS en una capa adyacente supuestamente no homogénea. Encontramos que la cobertura superficial tiene una influencia insignificante en el índice de refracción calculado por debajo de espesores de película de 5 nm; el índice de refracción calculado se aproxima al índice de refracción de las islas de la subcapa. Sin embargo, el índice de refracción de la capa adyacente cuasihomogénea y la masa superficial determinados siempre están infravalorados; el espesor cuasihomogéneo calculado está muy influido por la cobertura superficial. Dependiendo del perfil del índice de refracción, la geometría de la guía de ondas y la cobertura de la superficie, el espesor obtenido a partir del modelado homogéneo e isótropo puede incluso tomar valores negativos y en gran medida sobreestimados también. Por lo tanto, los valores de adlayer no realistas obtenidos experimentalmente, que se descartaron anteriormente, podrían ser indicadores importantes de la estructura de la capa.

• Materias:Biotecnología Sensores Sistema de sensores Tecnología de sensores
• Subjects:Biotechnology sensors Sensor system Sensor technology
• Palabras claves:índice de refracción calculado, perfil de índice de refracción, índice de refracción, cobertura superficial, adlayer, capa de analito, parámetros optogeométricos, masa superficial, espectroscopia de modo de luz de guía de ondas ópticas, perfiles de índice de refracción exponenciales
• Keywords:calculated refractive index, refractive index profile, refractive index, surface coverage, adlayer, analyte layer, optogeometrical parameters, surface mass, optical waveguide lightmode spectroscopy, exponential refractive index profiles