PROGETTO DI SENSORI BASATI SU CRISTALLI FOTONICI MONODIMENSIONALI CON DIFETTO PER L'ANALISI DI CAMPIONI BIOLOGICI

La presente tesi illustra la progettazione e la simulazione di un biosensore ottico label-free basato su cristalli fotonici monodimensionali (1D) con strato di difetto, ottimizzato per il monitoraggio rapido e continuo di biomarcatori clinici, quali emoglobina e glucosio. Le diverse concentrazioni dei campioni sono state rilevate utilizzando il Metodo della Matrice di Trasferimento (TMM), che è stato implementato in ambiente Matlab, grazie al quale è stata analizzata la risposta spettrale della struttura al variare dell'indice di rifrazione del campione biologico. Dopo una validazione iniziale del codice su un modello di riferimento per la rilevazione dell'emoglobina, l'architettura del sensore è stata adattata all'analisi del glucosio spostando la lunghezza d'onda operativa a 1550 nm (nel vicino infrarosso) e aumentando il numero di periodi del cristallo (N=11) per restringere il picco di risonanza. I risultati delle simulazioni dimostrano un'ottima sensibilità (308-311 nm/RIU) e un limite di rilevazione estremamente basso, nell'ordine di 10⁻⁴ RIU. Queste prestazioni confermano la capacità del biosensore di rilevare con precisione variazioni di indice minime, permettendo di discriminare in modo chiaro e affidabile una condizione glicemica fisiologica da una diabetica.