Nová publikace pracovníků ÚLM: Optický senzor glukózy s 2D materiály

S potěšením sdílíme novou publikaci, na které se podíleli Pavlína Kušnierová a David Stejskal z Ústavu laboratorní medicíny FNO a LF OU a LAB4LIFE Ostrava FNOU. Teoretická studie vyšla v časopise Scientific Reports (IF 4,9, Q1) ve spolupráci s Katedrou fyziky VŠB – Technické univerzity Ostrava.

O studii

Práce navrhuje vysoce citlivý optický senzor glukózy založený na kovovo-dielektrickém fotonickém krystalu. Krystal tvoří vrstvy TiO₂ a zlata a na jeho povrchu vznikají takzvané Blochovy povrchové vlny. Senzor nepotřebuje značení analytu a měří změnu indexu lomu roztoku. Autoři zkoumali i to, zda citlivost zvýší jednovrstva 2D materiálu (černý fosfor nebo MoS₂).

Hlavní zjištění

• Fyziologický rozsah: Senzor rozliší koncentrace glukózy 0–500 mg/dl (přibližně 0–27,8 mmol/l).

• Základní citlivost: Citlivost na index lomu dosáhla 19,9 μm/RIU, při velmi úzkých rezonančních minimech.

• Vliv MoS₂: Jednovrstva MoS₂ zvýšila citlivost na 26,9 μm/RIU.

• Detekční limit: Ve vyjádření koncentrace glukózy činil 2,6 mg/dl (přibližně 0,14 mmol/l).

Význam pro praxi

Studie ukazuje fyzikální potenciál optických biosenzorů pro glukózu i další analyty. Jde o teoretickou práci založenou na simulacích. Před diagnostickým využitím je nutné experimentální ověření a testování v biologických matricích.

Práce je příkladem propojení laboratorní medicíny s fyzikou a materiálovým výzkumem v rámci platformy LAB4LIFE.

Citace

Chylek J, Gryga M, Ciprian D, Kusnierova P, Stejskal D, Hlubina P. A metal-dielectric photonic crystal-based glucose sensor with sensitivity enhancement by using 2D materials. Sci Rep. 2026. doi:10.1038/s41598-026-68818-7

Článek je volně dostupný (open access, CC BY 4.0).

Podpora: Evropský fond pro regionální rozvoj, OP JAK, projekt Výzkumná platforma pro digitální transformaci a Společnost 5.0 (CZ.02.01.01/00/23_021/0012599); Studentská grantová soutěž SP2026/022.