Кутова О. Ю. Біомолекулярні і хімічні сенсори на основі кремнієвих польових структур

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.11.17 - біологічні та медичні прилади і системи. – Національний технічний університет України “Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського”, Київ, 2019. Дисертаційна робота присвячена комплексному вивченню, аналізу характеристик, удосконаленню методів аналізу та розробленню сенсорних пристроїв на основі кремнієвих польових структур для детектування хімічних та біомолекулярних сполук. Запропоновано кілька модифікацій сенсорів на основі кремнієвих польових структур для детектування водних розчинів органічного (С-реактивний білок, бета-лактоглобулін) та неорганічного походження (Н2О2, NaCl) та визначення рівня рН. Для створення сенсора рН використано МДН-транзистор з підзатворним діелектриком СеО2. Удосконалено методику вимірювання рівня рН та встановлено чутливість розробленого сенсора на рівні 58,5 мВ/рН, а стабільність результатів ~98,65%. Для сенсора Н2О2 у якості робочої поверхні використано тильну сторону МДН-транзистора з пористим кремнієм та наночастинками Рt, як каталізатора перекису водню, що дозволило підвищити його чутливість майже на 30%. Вперше запропоновано багатошарову структуру для детектування С-реактивного білка, використовуючи сенсор на базі ІСПТ з СеО2 у якості підзатворного діелектрика та встановлено поріг детектування на рівні 0,1 мг/л, чутливість 290 мВ/(мг/л), а для дослідження необхідність лише 20 мкл реагенту та близько 1 хв. часу. Запропоновано сенсор з нанокристалічним СеО2 з удосконаленою методикою вимірювання для динамічного аналізу білка бета-лактоглобуліну та ідентифікувати його наявність всього лише за кілька хвилин.