We have proposed Twin Elliptical Core Photonic Crystal Fiber (TEC-PCF) sensor for the detection of blood glucose level under the influence of hemoglobin components. The main featuring of the proposed biosensor is to detect the wide range of blood glucose content with enhanced sensitivity, by utilizing small length of the fiber. In order to achieve this, we have constructed asymmetric TEC-PCF where the elliptical core is filled by blood sample. The numerical sensing characteristics are evaluated using Finite Element Method (FEM). By varying hemoglobin concentrations as 120 g/L, 140 g/L and 160 g/L, we realize enhanced blood glucose sensing with detection range from 0 g/L to 100 g/L. The sensing performance of the proposed biosensor is studied through the coupling length and transmission power spectrum by calculation of effective index of the coupling mode. The obtained maximum wavelength sensitivity under the influence of 160 g/L hemoglobin content is 2.4 nm/(g/L) and 2.42 nm/(g/L) with fiber length of 0.245 mm and 0.215 mm for X and Y polarization, respectively. Further, limit of detection (LOD) is calculated under the influence of 160 g/L hemoglobin content is 0.375 mg/L and 0.372 mg/L for X and Y polarization, respectively. The proposed miniaturized sensing device can be integrated with microfluidic systems for the development of next-generation biosensor applications as point of- care and lab-on-a-chip.

中文翻译：

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使用紧凑型光子晶体光纤检测含血红蛋白含量的血糖

我们提出了双椭圆芯光子晶体光纤 (TEC-PCF) 传感器，用于检测血红蛋白成分影响下的血糖水平。所提出的生物传感器的主要特点是利用小长度的光纤以增强的灵敏度检测范围广泛的血糖含量。为了实现这一点，我们构建了不对称 TEC-PCF，其中椭圆形核心由血液样本填充。使用有限元方法 (FEM) 评估数值传感特性。通过将血红蛋白浓度改变为 120 g/L、140 g/L 和 160 g/L，我们实现了检测范围从 0 g/L 到 100 g/L 的增强型血糖传感。通过计算耦合模式的有效指标，通过耦合长度和传输功率谱研究所提出的生物传感器的传感性能。在 160 g/L 血红蛋白含量影响下获得的最大波长灵敏度为 2.4 nm/(g/L) 和 2.42 nm/(g/L)，X 和 Y 偏振的光纤长度分别为 0.245 mm 和 0.215 mm。此外，在 160 g/L 血红蛋白含量的影响下计算的检测限 (LOD) 分别为 X 和 Y 极化的 0.375 mg/L 和 0.372 mg/L。所提出的小型化传感装置可以与微流体系统集成，以开发下一代生物传感器应用，如医疗点和芯片实验室。4 nm/(g/L) 和 2.42 nm/(g/L)，X 和 Y 偏振的光纤长度分别为 0.245 毫米和 0.215 毫米。此外，在 160 g/L 血红蛋白含量的影响下计算的检测限 (LOD) 分别为 X 和 Y 极化的 0.375 mg/L 和 0.372 mg/L。所提出的小型化传感装置可以与微流体系统集成，以开发下一代生物传感器应用，如医疗点和芯片实验室。4 nm/(g/L) 和 2.42 nm/(g/L)，X 和 Y 偏振的光纤长度分别为 0.245 毫米和 0.215 毫米。此外，在 160 g/L 血红蛋白含量的影响下计算的检测限 (LOD) 分别为 X 和 Y 极化的 0.375 mg/L 和 0.372 mg/L。所提出的小型化传感装置可以与微流体系统集成，以开发下一代生物传感器应用，如医疗点和芯片实验室。