Obecnie obserwuje się wzrost zainteresowania zastosowaniem monowarstw samoorganizujących (Self Assembled Monolayer - SAM) do funkcjonalizacji powierzchni bioczujników [1]. W badaniach właściwości elektrycznych warstw samoorganizujących na powierzchni SiO2 czujnika wykorzystuje się min. metodę spektroskopii impedancyjnej [3, 8]. Wiadomym jest, że konduktywność i przenikalność elektryczna cieczy wpływa na odpowiedź planarnego czujnika impedancyjnego. Celem niniejszej pracy było zbadanie, czy jest możliwa identyfikacja zjawisk zachodzących na powierzchni międzyelektrodowej czujnika w zależności od jej właściwości fizykochemicznych zmienianych za pomocą funkcjonalizacji w środowiskach modelowych cieczy. Powierzchnia międzyelektrodowa może adsorbować molekuły cieczy, w której znajduje się czujnik, tworząc dodatkową warstwę przewodnictwa powierzchniowego lub sama wykazywać przewodnictwo. Kształtuje w ten sposób dodatkowy kanał przepływu ładunku elektrycznego w zdominowanym przez przewodnictwo objętościowe środowisku. Pomiary właściwości zmiennoprądowych czujników przeprowadzono w wybranych cieczach z szeregu homologicznego pierwszorzędowych alkoholi zawierające odpowiednio 1, 2, 3, 4, 6 i 8 atomów węgla w łańcuchu alkilowym. Miniaturowe czujniki impedancyjne Na rysunku 1 przedstawiono miniaturowy czujnik impedancyjny ze złotymi elektrodami o strukturze palczastej wykonane na krzemie. Dla zapewnienia separacji galwanicznej elektrody oddzielono od podłoża warstwą dwutlenku krzemu. Odległość między elektrodami i szerokości palców elektrod wynosiły 20 μm zaś cały czujnik miał wymiary 0,6×1 mm2. Sensor zaprojektowano tak, aby można było umieszczać go we wtyczce micro USB B, co wyeliminowało kon[...]

  Obecnie nowoczesne metody diagnostyczne stanowią obiekt zainteresowań zarówno grup naukowo-badawczych na całym świecie, jak i przeciętnych użytkowników, takich jak lekarze i ich pacjenci, pracownicy stacji epidemiologicznych czy inżynierowie nadzorujący linie produkcyjne w przemyśle spożywczym i chemicznym. Rozwój technologii bioczujników otwiera nowe możliwości prowadzenia badań o skróconym czasie i obniżonych kosztach. Wraz z powstaniem bioczujników pojawiły się nowe możliwości związane z szybkością i jakością przeprowadzanych analiz, mobilnością, a także z niewielkimi rozmiarami czujników. Duże zainteresowanie bioczujnikami doprowadziło do rozwoju wielu technik detekcji ze szczególnym uwzględnieniem metod bezznacznikowych (ang. labelfree) wykorzystujących m.in. tranzystory polowe FET i nanodruty [1, 2], mikrodźwignie [3], mikrowagi [4] i kamertony kwarcowe [5], Bardzo dużo takich technik stanowią techniki optyczne, w których wykorzystuje się powierzchniowy rezonans plazmonowy [6], światłowody włókniste i planarne [7], mody galerii szeptów (ang. whispering gallery modes, WGM) [8] czy techniki interferometryczne [9-11]. Techniki bezznacznikowe (ang. label-free) charakteryzuje szereg zalet w porównaniu z konwencjonalnymi metodami opartymi na zastosowaniu markerów. W metodach tych nie dochodzi do niepożądanej modyfikacji badanej substancji przez znacznik, badania mogą być prowadzone w czasie rzeczywistym, a czujniki są stosunkowo proste i mogą być wytwarzane niskim kosztem. Wytworzenie bioczujnika, który spełniałby wysokie wymagania odnośnie selektywności i czułości pomiarowej wymaga szerokiej wiedzy z zakresu elektroniki, optoelektroniki, chemii, biologii i biochemii. Konstrukcja czujnika powinna umożliwiać komercjalizację i być konkurencyjna wobec innych bioczujników dostępnych na rynku. Należy zaznaczyć jednocześnie, że wśród tak wielu propozycji konstrukcji czujnikowych nie ma możliwości wybrania najlepszego i uniwersal[...]

W leczeniu pacjentów ze stanami septycznymi, kluczową rolę odgrywa szybka i niezawodna identyfikacja bakterii odpowiedzialnej za zakażenie. Obecne metody i aparatura wymagają często wielogodzinnej lub kilkudniowej kultywacji kultur bakterii, zastosowania znaczników fluorescencyjnych i wizualnej oceny preparatu przez wykwalifikowanego pracownika. Nową jakość w dziedzinie diagnostyki biochemicznej stanowią czujniki mikromechaniczne, działające na zasadzie ruchu lub deformacji części czujnika pod wpływem zachodzących na jego powierzchni oddziaływań odpowiednich biomolekuł [1, 2]. W opisywanych rozwiązaniach funkcję przetwornika i wzmacniacza oddziaływań pełni mikrodźwignia sprężysta lub inny element mikromechaniczny, a funkcję warstwy receptorowej osadzona na jego powierzchni samoorganizująca się warstwa molekularna [3] SAM (ang. Self-Assembled Monolayer) z odpowiednimi grupami terminalnymi, oddziaływującymi specyficznie z szukaną substancją. Pod wpływem zmiany masy związanej na powierzchni mikrodźwigni, zmienia się jej częstotliwość rezonansowa drgań własnych. Ponadto, pod wpływem zmiany rozkładu naprężeń powierzchniowych po obu stronach mikrodźwigni dochodzi do jej statycznego ugięcia. Między oboma zjawiskami zachodzi naturalne sprzężenie, zmiana związanej masy powoduje nieznaczne statyczne ugięcie czujnika znajdującego się w polu grawitacyjnym, a indukowane naprężenia powierzchniowe powodują zmianę stałej sprężystości, a co za tym idzie, zmianę częstotliwości rezonansowej (rys. 1). Obecnie rozwijane rozwiązania aparaturowe umożliwiają detekcję masy rzędu dziesiątków femtogramów [4], a zaawansowane warstwy receptorowe umożliwiają zastosowanie mikrodźwigni do badania składu gazów [5], detekcji śladowych ilości par materiałów wybuchowych [6], badania sekwencji DNA [7], czy testowania działania leków [8]. Prace badawcze nad czujnikami na bazie na mikrodźwigni sprężystych, prowadzone na Wydziale Elektroniki Mikrosystemów i Foto[...]