Nowe miniaturowe uniwersalne biodetektory FBAR

Nowe miniaturowe uniwersalne biodetektory FBAR

Konsorcjum brytyjskich uniwersytetów opracowuje niedrogi, ultra czuły, uniwersalny biodetektor, który może znaleźć bardzo szerokie zastosowanie, od domowego urządzenia do diagnozowania chorób, po monitorowanie zakładów chemicznych i detektory broni chemicznej.

Naukowcy z uniwersytetów: Cambridge, Manchester i Bolton, oraz chińskiego Zhejiang University realizują, pod kierownictwem profesora Jacka Luo z Bolton Centre for Materials Research and Innovation, trzyletni projekt finansowany przez Engineering and Physical Sciences Research Council (EPSRC).

Biodetektory są to mikrourządzenia zdolne do wykrycia nawet bardzo niewielkich ilości cząsteczek dzięki absorpcji chemicznej, albo zjawisku nazywanym ‘bio-binding’. Biodetektory rejestrują reakcje pomiędzy czynnikami chemicznymi znajdującymi się na ich powierzchni i tymi na działanie których są wystawione. „Naszym celem jest opracowanie uniwersalnego systemu detekcji, który będzie się zachowywał w zależności od zastosowania,” – wyjaśnił Jack Luo.

Umieszczenie biodetektorów w miejscach publicznych umożliwiłoby detekcję chorób przekazywanych drogą kropelkową, albo niebezpiecznych substancji biologicznych zanim pojawi się epidemia, czy nastąpi atak biochemiczny.

Konsorcjum opracowuje technologię detekcji biochemicznej wykorzystującej najbardziej zaawansowany wzmacniacz akustycznych objętościowych fal (FBAR). Urządzenie przypomina nieco ultra czułą masową mikrowagę kwarcową, jest jednak setki razy mniejsze i zawiera cienką submikronową aktywną powłokę piezoelektryczną z elektrodami po obu jej stronach.

Im więcej biodetektorów zostanie umieszczonych na danym obszarze, tym większa będzie precyzja detekcji. „Pojedynczy biodetektor jest w stanie wykryć zaledwie kilka molekuł,” – powiedział Lou. „Rodzaj molekuł jest określany poprzez ich wagę. Ogromną zaletą czujnika FBAR jest to, że każde urządzenie mierzące jest tak małe, że można ich na czujniku umieścić kilka, z czego każde będzie wykrywać inna substancję. Wynik można odczytać niemalże natychmiast.”

Konsorcjum w pierwszej kolejności skupia się na opracowaniu FBAR’ów wykorzystujących piezoelektryczne powłoki z tlenku cynku, gdyż technologia ta jest relatywnie stara i sprawdzona.

Celem twórców jest stworzenie urządzenia uniwersalnego, ultra czułego, ale i niewielkiego oraz niedrogiego.

(lk)