Miniaturowe sensory chemiczne z wykorzystaniem tranzystorów polowych i światłowodów

• Autorzy: Wróblewski W.
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W rozprawie przedstawiono wybrane zagadnienia dotyczące projektowania jonoczułych warstw receptorowych dwóch klas miniaturowych sensorów: chemicznie modyfikowanych tranzystorów polowych (CHEMFETów) oraz światłowodowych czujników chemicznych. Przeprowadzone badania umożliwiły sformułowanie ogólnych zasad w opracowywaniu jonoselektywnych membran CHEMFETów. Wskazano na zależność między strukturą cząsteczki wybranej klasy jonoforów a jonową selektywnością i trwałością membran pohmerycznych zawierających te Ugandy. Potwierdzono i zinterpretowano wpływ obecności dodatków jonowych na parametry pracy membran czujnikowych. Porównano przydatność kilku pohmerycznych matryc membranowych stosowanych w jonoczułych warstwach receptorowych. Sformułowane wnioski zostały wykorzystane w opracowaniu CHEMFETów czułych na wybrane jony. Na podstawie wyników prac badawczych opracowano również kilka metod immobilizacji reagentów w warstwach receptorowych światłowodowych czujników chemicznych. Zaproponowano wykorzystanie pohmerycznych folii mikrofiltracyjnych jako matryc warstw receptorowych, w których immobilizowano fizycznie i fizykochemicznie wskaźniki pH, kompleksometryczne i redoksometryczne. Opracowano i zoptymalizowano metodę trwałej immobilizacji niemodyfiko-wanych wskaźników w objętości membrany polimerycznej. Skuteczność nowych technik immobilizacji potwierdzono w konstrukcji przykładowych światłowodowych sensorów chemicznych. Miniaturowe sensory chemiczne, opracowane w oparciu o wykazane zależności, testowano w przepływowym układzie pomiarowym z wykorzystaniem specjalistycznej celki, umożliwiającej jednoczesny pomiar sygnału sensorów optycznych i elektrochemicznych. Otrzymane rezultaty, zweryfikowane niezależnymi technikami instrumentalnymi, potwierdziły poprawność działania oraz przydatność tych sensorów w wieloparametrowej analizie przepływowej.

EN

The thesis presents the general principles in designing ion-sensitive layers of two types of miniaturized sensors: chemically modified field-effect transistors (CHEMFETs) and fiber optic chemical sensors (FOCS). The results of the performed investigations lead to general conclusions concerning the design of ion-selective membranes of CHEMFETs. The relationships between the structure of selected ionophores (uranyl salophenes derivatives) and the selectivity/durability of membranes containing these ligands were evaluated. The influence of the presence of lipophilic ionic additives on membrane performance was proved and explained. The usefulness of several kinds of polymer as a membrane matrix was compared. The established relationships were applied successfully in the construction of CHEMFETs sensitive towards some anions and cations (H2P04-, F-, N02-, N03- and Na+ K+ NH4-). Several methods of reagent immobilization in chemically sensitive layers of fiber optic chemical sensors were developed. The application of the microfiltration membranes (PET, PTFE, cellulose) as a polymer matrix for the physical or chemical immobilization of the indicators was proposed. An immobilization technique of unmodified spectrophotometric dyes in the bulk of polymer membranes was designed and optimized. The efficiency of the new immobilization procedures was confirmed in the preparation of different FOCSs. The chemical microsensors, designed on the basis of the above principles, were tested in the flow set-up by means of a specialized flow-through cell, simultaneously measuring the signal of electrochemical and optic sensors. The results obtained, verified by independent analytical methods, proved the usefulness of the designed microdevices in multiparameter flow analysis.

Słowa kluczowe

PL

sensory chemiczne; światłowodowe czujniki chemiczne

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej
• Czasopismo: Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Chemia
• Rocznik: 2001
• Tom: z. 68
• Strony: 3--92
• Opis fizyczny: Bibliogr. 31 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Wróblewski W.

• Wydział Chemiczny Politechniki Warszawskiej