Optoelektroniczny sensor lotnych markerów chorobowych

W ramach niniejszego projektu mamy zamiar podjąć się zbudowania laboratoryjnej wersji optoelektronicznego sensora do wykrywania lotnych markerów chorobowych. Detekcja będzie oparta na pomiarze absorpcji światła na długościach fal charakterystycznych dla poszukiwanych związków. Jak wynika ze wstępnych badań literaturowych, oczekiwane współczynniki absorpcji są niewielkie; znacznie mniejsze od 10-4 cm-1. Zastosowane więc zostaną ultraczułe techniki spektroskopii laserowej służące do pomiaru słabych absorpcji światła. Są to: spektroskopia w komórkach wieloprzejściowych (SWP), spektroskopia strat we wnęce optycznej (SSWO, znana też jako Cavity Ring Down Spectroscopy - CRDS) oraz spektroskopia optoakustyczna (SOA). Charakteryzują się one różnymi czułościami i nawzajem się uzupełniają. Widma absorpcyjne markerów leżą zazwyczaj w zakresie bliskiej i średniej podczerwieni, choć niektóre mają pasma w zakresie widzialnym i bliskiego UV. Widma te często składają się z ostrych pików, co powoduje, że skuteczny pomiar absorpcji wymaga dostrojenia długości fali źródła do linii absorpcyjnych z dokładnością 10-5 do 10-6. Precyzję taką można osiągnąć w jednodomowych przestrajalnych laserach diodowych, albo laserach typu quantum cascade (QCL), które ostatnio pojawiły się na rynku. Podstawowym źródłami promieniowania w naszych laboratoryjnych badaniach będą przestrajalne optyczne generatory parametryczne: jeden znajdujący się w pracowniach IOE WAT (zakresy: 1.55 – 2.02 μm, 2.25 - 3.35 μm i 3.351 - 16 μm) i drugi (na zakresy komplementarne), który jest tam obecnie w celu tych badań sprowadzany. Mamy zamiar wykorzystać także istniejące w naszych laboratoriach lasery diodowe oraz QCL. Pomiar gazów z czułością ppb wymaga zastosowania odpowiednio czułego fotodetektora. W zakresie UV – VIS do bliskiej podczerwieni wykorzystane zostaną fotodiody lawinowe i fotopowielacze (wraz z licznikami fotonów). W tym też celu sprowadzany jest do pracowni IFD UW, fotopowielacz na zakres do 1,7 μm. Dla dalszego zakresu podczerwieni użyte zostaną, posiadane przez IOE WAT, fotodetektory, z firmy Vigo System S.A, o czułości bliskiej BLIP.