English China

Lab-on-a-chip

Integrierte Flüssigkeitssensoren für Vor-Ort-Analysen

Seite: 3/3

Firmen zum Thema

Einsatz des Sensors auch bei gasförmigen Analyten möglich

Dies erlaubt die Abdeckung eines etwa 100 cm-1 breiten Spektralbereiches, passend zur jeweiligen Anwendung. Sensoren, welche die Absorption auf mehreren Wellenlängen analysieren, können zur eindeutigen Identifikation bestimmter Stoffe eingesetzt werden. Der Einsatzbereich optischer Sensoren im mittleren Infrarot-Bereich beschränkt sich nicht auf Flüssigkeiten. Auch gasförmige Analyten, wie etwa Abgase industrieller Prozesse, können verwendet werden, wobei die schärferen Absorptionslinien auch wohldefinierte QCL-Emissionswellenlängen benötigen.

Die Schwierigkeit bei der Analyse von Gasen ist jedoch deren weitaus geringere Absorptionsstärke, die die monolithische Integration zusätzlich erschwert.

Bildergalerie

Perspektiven der QCL-basierten Sensoren

Konkrete Einsatzgebiete QCL-basierter chemischer Sensoren umfassen die optische Bestimmung des Blutzuckerspiegels oder den Nachweis von umweltgefährdenden Stoffen in industriellen Abwässern oder Abgasen. Interessant dabei ist beispielsweise die Inline-Prozesskontrolle, bei denen eine kontinuierliche Überwachung von Grenzwerten gefordert ist. Dies kann bis dato nur schwer mit den bestehenden Produkten erreicht werden. Ein miniaturisierter Sensor könnte fest in ein System integriert werden, damit entfällt die Entnahme und Analyse von Stichproben. Weitere Anwendungen wären die Qualitätskontrolle für Lösungsmittel (z.B. Pharmaindustrie) oder Treibstoffe. In der Medizin würde ein mobiles Gerät nicht nur schnellere Diagnosen ermöglichen, sondern wäre in zahlreichen Gebieten verwendbar, in denen die Kosten, Infrastruktur oder Hygienebedingungen für konventionelle Laboranalysesysteme fehlen.

Literatur:

[1] Mizaikoff B., Waveguide-enhanced mid-infrared chem/bio sensors, 2013, Chem Soc Rev. DOI: 10.1039/c3cs60173k

[2] Schwarz B. et al., Monolithically integrated mid-infrared lab-on-a-chip using plasmonics and quantum cascade structures, 2014, Nature Communications 5, 4085. DOI: 10.1038/ncomms5085

[3] Schwarz B. et al., A bi-functional quantum cascade device for same-frequency lasing and detection, 2012, Applied Physics Letters 101, 191109. DOI: 10.1063/1.4767128

[4] Faist J., Quantum Cascade Lasers, 2013 Oxford University Press

[5] Maier S., Plasmonics: Fundamentals and Applications, 2007, Springer

* B. Schwarz, P. Reininger, H. Detz und G. Strasser: Technische Universität Wien, Festkörperelektronik fke E362, Zentrum f. Mikro- und Nanostrukturen, 1040 Wien/Österreich, E-Mail: benedikt.schwarz@tuwien.ac.at

(ID:42779032)