Integrált nanoérzékelés az analitika szolgálatában
Bársony István, Battistig Gábor, és Deák András
MTA Műszaki Fizikai és Anyagtudományi Kutatóintézet
Napjainkban folyamatosan növekszik a mérendő fizikai és kémiai paraméterek száma a legkülönfélébb alkalmazási területeken (pl. élelmiszerbiztonság, egészségmegőrzés, gyógyászat, környezettechnika, biztonságtechnika, közlekedés). A mért jellemzők, mint bemenő adatok elsősorban a folyamatok irányításában ill. automatizálásában játszanak szerepet. Az egyedi analitikai alkalmazások szempontjából sokszor elegendőek a helyszínen elvégzett, gyors szűrővizsgálatok is, melyek a komoly analitikai apparátust igénylő laboratóriumi analízist megelőzően szolgáltatnak tájékoztató információt.
Az ilyen, kis anyagmennyiségeket felhasználó, akár hordozható integrált eszközökkel alacsony költséggel elvégezhető egyszerűbb vizsgálatok célja egy jól meghatározott eldöntendő kérdés megválaszolása: jelen van-e egy adott anyag a mintában pl. egy küszöbérték feletti koncentrációban, vagy sem? Az integrált analitikai eszközök, érzékelők előállítása a mikroelektronikában már bevált, nagymértékben standardizált, termelékeny mikro/nanotechnológiai eljárásokon alapul - kiegészülve a fotonikai és bioérzékelési lehetőségekkel.
A megfelelően előkészített minták kvalitatív analízise az integrált eszközökkel kompakt méretekben valósítható meg, sőt a gyártási technológiának köszönhetően ugyanazon platformon egyszerre több (akár különböző elvű) mérés végezhető párhuzamosan. A szeparációs műveletek elsősorban a mikrofluidika valamint MEMS (mikro-elektromechanikai rendszerek) elvén alapulnak, az integrált detektálás elektromos (pl. ellenállás-változás, potenciál mérés) vagy optikai jel kiolvasással történhet. Az előadásban példákat ismertetünk az MTA MFA-ban 3D mikrogépészeti, eljárásokkal előállított érzékelő és mikrofluidikai eszközök széles skálájából pár alkalmazási példát is bemutatva.