Φωτονικοί Βιοαισθητήρες Πυριτίου Για Lab-on-a-chip Εφαρμογές

Abstract

Κατά τις τελευταίες δύο δεκαετίες έχουμε γίνει μάρτυρες μιας αξιοσημείωτης προόδου στην εξέλιξη των βιοαισθητήρων και των εφαρμογών τους σε διάφορους τομείς, όπως στον περιβαλλοντικό έλεγχο, στη βιοτεχνολογία, στη διάγνωση ασθενειών, στην ανίχνευση φαρμάκων, στον έλεγχο τροφίμων και στην ασφάλεια μεταξύ άλλων. Η τεχνολογία των οπτικών βιοαισθητήρων έχει φτάσει πλέον σε υψηλά επίπεδα ωριμότητας και διάφορα εμπορικά προϊόντα κυκλοφορούν στην αγορά. Προβλήματα ωστόσο σταθερότητας, ευαισθησίας και μεγέθους έχουν περιορίσει τη γενική χρήση των οπτικών βιοαισθητήρων σε τομείς πραγματικών εφαρμογών. Οι ολοκληρωμένοι φωτονικοί βιοαισθητήρες που είναι βασισμένοι στην τεχνολογία πυριτίου θα μπορούσαν να λύσουν τέτοια προβλήματα, καθώς προσφέρουν έγκυρα διαγνωστικά εργαλεία με καλύτερη ευαισθησία, εξειδίκευση και αξιοπιστία που θα μπορούσαν να βελτιώσουν την αποτελεσματικότητα των in-vivo και in-vitro διαγνωστικών.Στην παρούσα διπλωματική εργασία παρουσιάζεται μια γενική επισκόπηση των βιοαισθητήρων στο πρώτο κεφάλαιο, ενώ στο δεύτερο δίνεται έμφαση στους ολοκληρωμένους οπτικούς βιοαισθητήρες και των κύριων αρχιτεκτονικών τους. Μέσα από τη σύγκριση επίδοσής τους καταδεικνύεται η υπεροχή του πυριτίου ως κύριου υλικού κατασκευής και γι' αυτό το τρίτο κεφάλαιο αφιερώνεται αποκλειστικά στην τεχνολογία πυριτίου. Τέλος, στο τέταρτο κεφάλαιο γίνεται σύνδεση των ολοκληρωμένων οπτικών βιοαισθητήρων με microfluidic εφαρμογές σε lab-on-a-chip μικροσυστήματα.