Сенсорна електроніка і мікросистемні технології

РОЗШИРЕННЯ ДІАПАЗОНУ ПЕРЕНАЛАГОДЖУВАННЯ ЧАСТОТИ ПРИСТРОЇВ НА ПОВЕРХНЕВИХ АКУСТИЧНИХ ХВИЛЯХ

Я. І. Лепіх — 2025-09-25

У статті описано спосіб розширення діапазону переналагоджування робочої частоти пристрою на поверхневих акустичних хвилях (ПАХ). У пристрої на ПАХ із звукопроводом з монокристалічного п’єзоелектрика і діелектричною пластиною із двома зустрічно-штирьовими перетворювачами (ЗШП) на основі кутової залежності фазової швидкості поширення від зміни взаємного кутового положення по відношенню до кристалографічної осі основних елементів пристрою значно розширюється діапазон переналагоджування його робочої частоти шляхом введення додатково ще однієї системи ЗШП, оптоелектронної пари і комутуючої шторки.

Використання запропонованого способу дозволяє суттєво (в ~2 рази) збільшити діапазон переналагоджування частоти пристроїв на ПАХ в порівнянні з аналогами, що дуже важливо, зокрема, для радарів.

ФОРМУВАННЯ НАНОКЛАСТЕРНОЇ ПІДСИСТЕМИ ПЛІВКОВОГО ГЕТЕРОПЕРЕХОДУ

В. В. Ковальчук — 2025-09-25

Лазерні технології дають змогу виділяти і виводити у відкритий простір, а також на різні субстрати, структурні фрагменти будь-якої дисперсності, що сформовані в газоподібних, рідких і твердотільних матрицях. У роботі акцентована увага на дослідженні синергетичних процесів, що відповідають за самоорганізацію когерентних з матрицею нанокластерів (НК).

При формуванні НК, у зв’язку з наявністю матричного матеріалу, виявляється задіяною значно більша кількість ступенів свободи, ніж при утворенні молекул. Пропонується модельний підхід, що відкриває нові можливості для вивчення процесів формування плівок на поверхні твердого тіла у вигляді нанокластерної підсистеми (НКП). Процес формування НКП плівкового ГП пропонується розглядати з позицій уявлень про кластеризовану фазу речовини. НКП може бути використана як складова плівкового гетеропереходу (ГП) з надзвичайно цікавими практичними застосуваннями. Такий плівковий ГП з НКП має високу фоточутливість, що може відкрити нові реальні практичні можливості для створення високоефективних надчутливих оптичних сенсорів.

ДОСЛІДЖЕННЯ МОЖЛИВОСТІ ВИКОРИСТАННЯ ПОТЕНЦІОМЕТРИЧНОГО БІОСЕНСОРА НА ОСНОВІ КРЕАТИНІНДЕІМІНАЗИ ДЛЯ НЕІНВАЗІЙНОГО АНАЛІЗУ КРЕАТИНІНУ

Валентина Архипова — 2025-09-25

В роботі досліджено можливості використання потенціометричного біосенсора на основі креатиніндеімінази для неінвазійного аналізу креатиніну в сечі, поті та слині. Вивчено вплив на сигнал різних речовин, які потенційно можуть впливати на реакцію біосенсора та містяться в сечі здорових людей або пацієнтів із захворюваннями нирок. Показано, що внесок цих компонентів у загальний сигнал є мінімальним і не буде суттєво впливати на точність вимірювань біосенсора. Стабільність при зберіганні біосенсора склала більше 120 днів.

Показано принципову можливість визначати креатинін за допомогою біосенсора на основі креатиніндеімінази в слині та поті, при цьому найнижча концентрація креатиніну, яку можливо визначити, складала 50 мкМ. Розроблений біосенсор демонструє певні переваги у визначенні концентрації креатиніну у зразках сечі порівняно з традиційним колориметричним методом Яффе, який вимагає дорогого обладнання та ретельного контролю параметрів реакції для зменшення впливу речовин, що заважають, а також складної процедури вимірювання.

ВПЛИВ СЕРЕДОВИЩА НА ЕЛЕКТРОХЕМІЛЮМІНЕСЦЕНТНІ ВЛАСТИВОСТІ МОДИФІКОВАНИХ ЕЛЕКТРОДІВ

Д. Ю. Мартинов — 2025-09-25

У роботі досліджено специфічний вплив співреагентів та фонових електролітів на електрохемілюмінесцентні (ЕХЛ) властивості органічних та перовскітних люмінофорів. Показано, що перхлорат літію (LiClO₄), який традиційно вважається інертним електролітом, здатний індукувати вимірювану ЕХЛ-емісію у плівках 9,10-дифенілантрацену/поліметилметакрилату (ДФА/ПММА), сформованих методом Ленгмюра–Блоджетт, навіть за відсутності класичних співреагентів. Висунуто кілька гіпотез цього явища, включно зі специфічною взаємодією катіонів Li⁺ із π-системою ДФА та можливою стабілізацією радикальних проміжних форм, що підкреслює неінертну роль солей літію у процесах ЕХЛ. Паралельно досліджено ЕХЛ-відгук плівок перовскітів CsPbBr₃ у присутності пероксидисульфату (S₂O₈^2-) як катодного співреагента.

Виявлено два процеси генерації ЕХЛ, розділені за потенціалом. Встановлено, що власна ЕХЛ перовскітів перевищує фонову емісію пероксидисульфату, характеризується стабільністю та відтворюваністю протягом понад 30 циклів електролізу. Морфологічні дослідження показали зміни поверхні плівок у процесі електролізу, що корелюють із динамікою сигналу. Спектральний аналіз підтвердив різницю між двома процесами та виявив часткове перекривання емісії електроліту із випромінюванням перовскітів, що забезпечує резонансне підсилення сигналу. Крім того, встановлено вплив кисню, який модулює інтенсивність і стабільність ЕХЛ. Отримані результати демонструють критичну роль електроліту, міжфазних процесів і морфології плівок у формуванні ЕХЛ та відкривають перспективи створення чутливих і стабільних люмінесцентних платформ для аналітичних і біосенсорних застосувань.

НОВИЙ КРЕАТИНІН-ЧУТЛИВИЙ БІОСЕНСОР НА ОСНОВІ АДСОРБОВАНОЇ НА СИЛІКАЛІТІ КРЕАТИНІНДЕІМІНАЗИ

Світлана Марченко — 2025-09-25

В роботі описано розробку та адаптацію нового креатинін-чутливого біосенсора на основі рН-чутливих польових транзисторів та іммобілізованої креатиніндеімінази, адсорбованої на електродах, модифікованих силікалітом. З метою аналізу перспективності нового біосенсора, більшість аналітичних характеристик аналізувались у порівнянні з біосенсором на основі традиційного методу іммобілізації ензиму. Як метод порівняння було використано ковалентну зшивку креатиніндеімінази в насичених парах глутарового альдегіду.

Показано, що адсорбція на силікаліті значно покращує основні аналітичні параметри біосенсора порівняно з методом контролю. Також в роботі досліджено відтворюваність сигналів запропонованого біосенсора та стабільність його при зберіганні з використанням оптимізованого складу буферу з додаванням стабілізаторів та консервантів. Перевірено вплив різних концентрацій хлориду натрію та білку (як найбільш впливових складових сироватки крові) на роботу нового креатинін-чутливого біосенсора.

Розроблений та адаптований в роботі біосенсор на основі креатиніндеімінази, адсорбованої на силікаліті, є ефективним для кількісної детекції креатиніну в реальних біологічних зразках хворих на ниркову недостатність, таких як сироватка крові та діалізна рідина.

РОЗРОБКА АМПЕРОМЕТРИЧНОГО ГЛУТАМАТ-ЧУТЛИВОГО БІОСЕНСОРА НА ОСНОВІ АДСОРБОВАНОЇ НА СИЛІКАЛІТІ ГЛУТАМАТОКСИДАЗИ

О. В. Солдаткіна — 2025-09-25

В роботі розроблено нову конструкцію амперометричного біосенсора для високочутливого та селективного виявлення глутамату з використанням нетипового методу іммобілізації глутаматоксидази шляхом адсорбції її на шарі наночастинок силікаліту. Було оптимізовано процедуру виготовлення біосенсора, а саме визначено основні параметри модифікації амперометричних платинових перетворювачів наночастинками силікаліту, а також підібрано оптимальні умови адсорбції глутаматоксидази на цьому шарі.

Біосенсори на основі глутаматоксидази, адсорбованої на силікаліті, продемонстрували високу чутливість до низьких концентрацій глутамату. Лінійний діапазон виявлення становив від 2,5 мкМ до 450 мкМ, а межа виявлення глутамату становила 1 мкМ. Також в роботі було показано, що запропоновані біосенсори характеризуються високою відтворюваністю відгуків протягом кількох годин безперервної роботи (RSD до 7%) та гарною операційною стабільністю протягом кількох днів.

Після проведення усього комплексу робіт по розробці та оптимізації нового глутамат-чутливого біосенсора, встановлено, що такого плану сенсори із заявленими аналітичними характеристиками можуть використовуватись для визначення низьких концентрацій глутамату в реальних біологічних рідинах.