Water quality monitoring is the primary control point in the prevention of disease caused by pathogens Especially, Escherichia Coli (E.coli) is known as fecal indicator bacteria. E.coli detection is important because water quality can be easily determined. However, Conventional water monitoring methods to detect E.coli are time consuming and laboratory-based assay. Therefore, simple and fast detection method is needed. Surface plasmon resonance (SPR) are getting attention in optical bio-sensing applications because it has many advantages that label free, without various agents, minimal amount sample and real-time monitoring. The most widespread mode of SPR sensor is Kretschmann geometry. This configuration is bulky and has limitation for increasing resolution due to various noises. We proposed compact spread spectrum SPR (ss-SPR) sensor with high signal-to-noise-ratio (SNR) using dual wavelengths LED appling spread spectrum technique. The compact ss-SPR sensor was designed to be 27mm width and 37mm height size. Standard deviation measured by spread spectrum technique was 35 percentage decreased and SNR was increased about 100 times than continuous wave (CW) measurement. And limit of detection (LOD) of e.coli was $2.24 \times 10^2cfu/ml$, which is an improvement over the result of CW measurement. The proposed compact ss-SPR sensor will be applied for low concentration target molecule detection.
수질 의 상태를 모니터링하는 것은 수생 병원체 질병 확산의 제어를 위해 중요하다. 특히, 대장균은 수질 검사의 지표로서, 쉽게 수질을 판단할 수 있는 지표 박테리아이다. 그러나 기존의 수질 모니터링을 위한 대장균 검출 방법들은 시간 소모가 많고, 연구실 기반에 머물러 있다. 그러므로, 간단하고 빠른 검출 방법이 필요하다. 표면 플라즈몬 공명 센서는 비 표지, 여러 화학제 불필요, 적은 샘플 용량, 실시간 검사가 가능하다는 장점들을 가지고 있어 주목받고 있다. 가장 널리 사용되는 SPR 센서 모드는 크레치만 구조이지만, 이 구조는 부피가 크고, 다양한 잡음들로 인해 분해능을 높이기에는 한계가 있다. 따라서 본 연구에서는 높은 신호 대 잡음비를 갖는 이중 파장 발광 다이오드 기반 소형 확산 스팩트럼 SPR (ss-SPR) 센서를 제안하였다. 소형 ss-SPR 센서는 가로 세로 27mm, 37mm로 디자인 되었고, 확산 스팩트럼 기술을 통해 연속 파장 측정보다 표준편차가 35% 줄어들고 약 100배 신호대 잡음비가 증가하였다. 그리고 대장균의 검출 한계는 $2.24 \times 10^2cfu/ml$로 향상되었다. 제안된 소형 ss-SPR 센서는 저 농도 분자 검출에 적용 될 수 있을 것이다.
