Uncertainty in optical bio-sensors due to the spectral displacement of the interference modes of the transduction signal. Incertidumbre en bio-sensores ópticos asociada al desplazamiento espectral de los modos de interferencia de la señal de transducción

The analysis of the interference modes has an increasing application, especially in the field of optical biosensors. In this type of sensors, the displacement Δν of the interference modes of the transduction signal is observed when a particular biological agent is placed over the biosensor. In order to measure this displacement, the position of a maximum (or a minimum) of the signal must be detected before and after placing the agent over the sensor. A parameter of great importance for this kind of sensors is the period Pν of the signal, which is inversely proportional to the optical thickness h0 of the sensor in the absence of the biological agent. The increase of this period improves the sensitivity of the sensor but it worsens the detection of the maximum. In this paper, authors analyze the propagation of uncertainties in these sensors when using least squares techniques for the detection of the maxima (or minima) of the signal. Techniques described in supplement 2 of the ISO-GUM Guide are used. The result of the analysis allows a metrological educated answer to the question of which is the optimal period Pν of the signal. El analisis del comportamiento de los modos de interferencia tiene una aplicacion cada vez mas amplia, especialmente en el campo de los biosensores opticos. En este tipo de sensores se observa el desplazamiento Δν de los modos de interferencia de la senal de transduccion al reconocer un de-terminado agente biologico. Para medir ese desplazamiento se debe detectar la posicion de un maximo o minimo de la senal antes y despues de dicho desplazamiento. En este tipo de biosensores un parametro de gran importancia es el periodo Pν de la senal el cual es inversamente proporcional al espesor optico h0 del sensor en ausencia de agente biologico. El aumento de dicho periodo mejora la sensibilidad del sensor pero parece dificultar la deteccion del minimo o maximo. Por tanto, su efecto sobre la incertidumbre del resultado de la medida presenta dos efectos contrapuestos: la mejora de la sensibilidad frente a la dificultad creciente en la deteccion del minimo o maximo. En este trabajo, los autores analizan la propagacion de incertidumbres en estos sensores utilizando herramientas de ajuste por MM.CC. para la deteccion de los minimos o maximos de la senal y tecnicas de propagacion de incertidumbres descritas en el suplemento 2 de la Guia ISO-GUM. El resultado del analisis permite dar una respuesta, justificada desde el punto de vista metrologico, de en que condiciones es conveniente o no aumentar el periodo Pν de la senal.