Sylabus
1. Definice chemického sensoru a jeho obecné schema: molekulový / iontový selektor, fyzikálně-chemická interakce, fyzikální převodník, (regulátor). Srovnání vlastností fyzikálního (umělého) a biologického (lidského) sensoru. 2. Základní parametry charakterizující (chemické) sensory: statické parametry - odezva / signál, dynamický rozsah, citlivost, selektivita; dynamické parametry - rychlost odezvy / časová konstanta. 3. Typy sensorů využívající různé fyzikálně chemické principy - přehled:
- sensory elektrochemické s kapalným elektrolytem (liquid state electrolyte sensors);
- sensory elektrochemické s tuhým elektrolytem (solid-state electrolyte sensors);
- sensory s transistory řízenými polem (FET, field-effect sensors);
- sensory využívající elektronové vodivosti anorganických a organických látek (electronic conductance sensors);
- sensory kalorimetrické (calorimetric sensors);
- sensory hmotnostní (mass-sensitive sensors);
- sensory optické (optochemical / photochemical sensors). 3.1. Elektrochemické sensory s kapalným elektrolytem:
Potenciometrické sensory:
- ISE (skleněná, kapalná, solid-state membrána, coated wires);
- plynové sensory (Severinghaus, air-gap, potenciometrické biosensory).
Ampérometrické sensory:
- sensory wall-jet, thin layer, tubular;
- plynové sensory membránové (Clark, ampérometrické biosensory);
- úloha membrány v chemických sensorech, vlastnosti porézní a neporézní membrány. 3.2. Elektrochemické sensory s tuhým elektrolytem:
- ZrO2 sensory (lambda sensory, kyslíková pumpa);
- sensory s protonovým vodičem;
- solid-state sensory s aktivní vrstvou; 3.3. sensory založené na struktuře transistoru řízeného polem:
- iontově citlivý FET (ISFET);
- chemicky citlivý FET (CHEMFET);
- sensory založené na měření výstupní práce elektronu (work function sensors); 3.4. Sensory založené na měření změn elektronové vodivosti:
- metaloxidové (SnO2) sensory (TGS, Figaro);
- chemiresistory (s anorganickou aktivní vrstvou, s metaloftalocyaniny, s vodivými organickými polymery);
- multisensory, elektronický nos (pattern recognition analysis). 3.5. Sensory založené na měření změn teploty:
- pelistory, pyroelektrické sensory;
- sensory založené na měření tepelné vodivosti; 3.6. Sensory hmotnostní:
Piezoelektrický krystal / chem.citlivá vrstva
- krystalový detektor (křemenné mikrováhy - QCM či bulk acoustic wave - BAW);
- surface acoustic wave sensor (SAW, využití pro biosensory). 3.7. Optické sensory:
- sensory s optickými vlákny (optody).
Anotace
Přehled principů a základních uspořádání chemických sensorů a biosensorů. Definice chemického sensoru a jeho základní statické a dynamické parametry. Elektrochemické sensory s kapalným elektrolytem. Solid-state elektrochemické sensory. Sensory založené na měření elektronové vodivosti. Kalorimetrické sensory. Hmotnostní sensory. Sensory na principu FET. Optické sensory.
Přednáška je zakončena kombinovanou zkouškou.
V období epidemiologických opatření se přednáška koná interaktivním způsobem v on-line režimu pomocí Google Meets.