Novel miniaturized sensors for on-site biological and chemical detection

Minyatür analitik sistemlerdeki gelişmeler, tıbbi tanı, gıda güvenliği, biyosavunma, zırai ve çevresel tarama uygulamalarına yönelik yeni platformları beraberinde getirdi. Bu bağlamdaki başarılı bir cihazdan beklenen başlıca nitelikler arasında taşınabilirlik, hassasiyet, güvenilirlik, kısa sürede sonuç türetebilme, maliyet avantajı ve bağlanabilirlik özellikleri sayılabilir. Bu alanlardaki ilerlemeler sayesinde biyolojik ve kimyasal ajanların laboratuvar koşulları dışında tayin ve analizinin mümkün hale geldiği görülmektedir. Bu çalışmada, yerinde biyolojik ve kimyasal tayinine yönelik, yüzey plazmon rezonansı algılama ve kızılötesi emilim spektroskopisine dayalı minyatür algılayıcı tasarımları üzerine odaklandık. Kırınım ağı eşlemeli yüzey plazmon rezonansı yüzeyiyle düzlemsel bir fotodiyotu birleştirerek tümleşik refraktometrik algılayıcı geliştirdik. Bu algılayıcı mekanizmasının yüksek tümleştirme yoğunluklu yonga üstü laboratuvar tasarımlarında uygulama alanı bulması öngörülmektedir. Yonga üstü laboratuvar sistemlerinin hasta başı tarama uygulamalarında kullanımına katkı sağlama amacıyla, akıllı telefon tabanlı bir yüzey plazmon rezonansı görüntüleme platformu geliştirdik. Optik veri disklerini kullanarak düşük maliyetli ve hassas kırınım ağı eşlemeli yüzey plazmon rezonansı algılayıcı çipleri ürettik. Sistemin çoklu okuma ve biyomoleküler algılama performansını deneysel olarak ortaya koyduk. Son olarak, cep telefonuyla kızılötesi emilim spektroskopisi ölçümü yapabilen, minyatür bir soğutmasız termal kamera ve özel tasarlanan silikon geçirgenlik kırınım ağını barındıran kompakt bir orta-kızılötesi spektrometresi geliştirdik.