primary logosecondary logo

Высокочувствительный датчик концентрации растворов

?
ВЫСОКОЧУВСТВИТЕЛЬНЫЙ ДАТЧИК
КОНЦЕНТРАЦИИ РАСТВОРОВ
И. Д. Шитоев, А. Б. Волынцев
Пермский государственный национальный исследовательский университет,
614990, Пермь, Букирева, 15
Идеальный метод мониторинга и обнаружения биологических элементов
должен быть простым, быстрым и прямым, обладающим высокой
чувствительностью и избирательностью, позволяя проводить одновременные
многократные обнаружения неквалифицированным персоналом при
достаточно низкой стоимости анализа. В этом смысле биосенсоры на основе
ФИС имеют большой потенциал для создания такого рода устройств. В ходе
работы было путем анализа полученных результатов было установлено, что КР с
одномерным ФК может детектировать в 4 раза более низкую концентрацию
раствора спирта, а значит нанесение на резонаторную полость одномерного ФК
повышает чувствительность и предел обнаружения КР в несколько раз. Также
была математически получена зависимость сдвига резонансного пика от
концентрации спирта в растворе.
Ключевые слова: фотонная интегральная схема (ФИС); кольцевой резонатор (КР);
фотонный кристалл (ФК)

HIGH-SENSITIVITY CONCENTRATION SENSOR
I. D. Shitoev, A. B. Volyntsev
Perm State University, Bukireva St. 15, 614990, Perm
An ideal detection method should be simple, fast and direct (without labelling), with
high sensitivity and selectivity, and allow to carry out multiple simultaneous detection
activities by non-skilled personnel at a low cost. In this sense, biosensors based on PIC
have a great potential for creating such devices. Here, it has been found out that the RR
with a one-dimensional PC can detect a 4-fold lower concentration of the alcohol
solution, and therefore the application of a one-dimensional PC to the resonator cavity
increases the sensitivity and the detection limit of the RR by several times. Also the
dependence of the shift of the resonant peak on the alcohol concentration in the
solution has been obtained mathematically.
Keywords: photonic integrated circuit (PIC); ring resonator (RR); photonic crystal (PC)

Необходимость быстрого и надежного мониторинга и обнаружения
биологических элементов, связанных со здоровьем и состоянием
окружающей среды, является одной из главных задач в XXI веке. Тесты,
проводимые в настоящее время в лабораториях, являются медленными и
достаточно дорогими. Идеальный метод детектирования должен быть
простым, быстрым и прямым, обладающим высокой чувствительностью и
избирательностью, позволяя проводить одновременные многократные
обнаружения неквалифицированным персоналом при достаточно низкой
стоимости анализа.
48