Stress biomarker detection with a grating-coupled surface plasmon resonance sensor
Julkaisuvuosi
2024
Tekijät
Ranta-Lassila, Anni; Le, Duc; Sipola, Teemu; Karppinen, Mikko; Petäjä, Jarno; Kehusmaa, Minna; Aikio, Sanna; Guo, Tian Long; Roussey, Matthieu; Hiltunen, Jussi; Popov, Alexey
Abstrakti:
<p>Stress is a natural response of the body to threatening and challenging situations. Although stress can sometimes have positive impacts, such as enhanced alertness and improved performance, it can also cause harmful effects, such as sustained high blood pressure, anxiety, and depression, especially when prolonged. Continuous monitoring of stress-related molecules, known as stress biomarkers, could enable early diagnosis of stress conditions and therefore improve recovery and reduce healthcare costs and long absences from work. We present a highly sensitive grating-coupled surface plasmon resonance (SPR) sensor for detecting stress biomarkers. The gold-coated sensor chip operates with a tunable laser within the wavelength range of 1527 to 1565 nm. This sensing method is based on detecting a shift of the SPR wavelength, which occurs due to a change in the refractive index of the medium that is caused by the presence of analytes near the plasmonic grating. The sensor chip was tested with four stress-related biomarkers: glucose, creatinine, lactate, and cortisol. With the current version of the sensor, containing no recognition element, the achieved detection limits for these analytes were 5.9, 7.1, 36.9, and 10.7 mM, respectively, which are close to the physiological values of these analytes in body fluids, such as sweat. This proof-of-concept work demonstrates the sensitivity and physiologically relevant detection limits of the presented compact sensor chip and its potential for future healthcare applications, such as continuous stress monitoring, when developed further.</p>
Näytä enemmänOrganisaatiot ja tekijät
Teknologian tutkimuskeskus VTT Oy
Ranta-Lassila Anni
Petäjä Jarno
Hiltunen Jussi
Karppinen Mikko
Kehusmaa Minna
Aikio Sanna
Sipola Teemu
Julkaisutyyppi
Julkaisumuoto
Artikkeli
Emojulkaisun tyyppi
Lehti
Artikkelin tyyppi
Alkuperäisartikkeli:
Yleisö
TieteellinenVertaisarvioitu
VertaisarvioituOKM:n julkaisutyyppiluokitus
A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessäJulkaisukanavan tiedot
Lehti/Sarja
Volyymi
63
Numero
11
Sivut
117103
ISSN
Julkaisufoorumi
Julkaisufoorumitaso
1
Avoin saatavuus
Avoin saatavuus kustantajan palvelussa
Kyllä
Julkaisukanavan avoin saatavuus
Osittain avoin julkaisukanava
Kustantajan version lisenssi
CC BY
Rinnakkaistallennettu
Ei
Muut tiedot
Tieteenalat
Fysiikka; Sähkö-, automaatio- ja tietoliikennetekniikka, elektroniikka
Avainsanat
[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Kustantajan kansainvälisyys
Kansainvälinen
Kieli
englanti
Kansainvälinen yhteisjulkaisu
Ei
Yhteisjulkaisu yrityksen kanssa
Ei
DOI
10.1117/1.OE.63.11.117103
Julkaisu kuuluu opetus- ja kulttuuriministeriön tiedonkeruuseen
Kyllä