Sensores optoquímicos integrados basados en guías de onda
Con el fin de solucionar los problemas derivados de la falta de sensibilidad o la alta complejidad de los sensores ópticos integrados basados en medidas de absorbancia, a lo largo de la tesis se diseñó y construyó una plataforma versátil, viable para el desarrollo de dispositivos sensores basados en...
| Autor: | |
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| Tipo de recurso: | tesis doctoral |
| Fecha de publicación: | 2003 |
| País: | España |
| Institución: | Universitat Autònoma de Barcelona |
| Repositorio: | Dipòsit Digital de Documents de la UAB |
| Idioma: | español |
| OAI Identifier: | oai:ddd.uab.cat:36771 |
| Acceso en línea: | https://ddd.uab.cat/record/36771 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | Detectors òptics Òptica integrada Guies d'ones òptiques |
| Sumario: | Con el fin de solucionar los problemas derivados de la falta de sensibilidad o la alta complejidad de los sensores ópticos integrados basados en medidas de absorbancia, a lo largo de la tesis se diseñó y construyó una plataforma versátil, viable para el desarrollo de dispositivos sensores basados en óptica integrada, para la determinación selectiva de diferentes analitos. Éste se basa en un dispositivo construido mediante guías de onda planas, integradas en una matriz de silicio. Además, para simplificar su diseño instrumental, el acoplamiento del dispositivo a la fuente de luz y al detector se realiza mediante fibras ópticas. El diseño planteado para cumplir los requisitos citados consiste en un circuito microfabricado de guías de onda ARROW y en una membrana químicamente activa, de un determinado grosor, depositada en una zona definida del circuito de guías, que actúa simultáneamente como parte de la estructura plana de guiado y como elemento de reconocimiento. El mecanismo de transducción se basa en el fenómeno de absorción, que es modulado por la membrana selectiva al interaccionar con el analito presente en la disolución. Se formularon diversas membranas poliméricas que incorporaban cromoionóforos NIR sensibles a protón de la familia de las cetocianinas y se formuló y caracterizó una membrana modelo selectiva de ión cadmio compuesta por la combinación de una de las cetocianinas (5ee) evaluadas previamente en un sensor integrado, con un ionóforo comercial (ETH 5435) selectivo de cadmio. Su caracterización espectroscópica (estabilidad química y fotoquímica, posición de bandas, respuesta a pH, pKa, tiempo de respuesta) demostró su excelente comportamiento analítico. Se obtuvieron membranas completamente reversibles, de alta sensibilidad y respuesta rápida y reproducible. Para aprovechar las características de respuesta óptimas de las membranas poliméricas desarrolladas, que incorporaban cetocianinas como cromoionóforos de protón, éstas se incorporaron como elemento de reconocimiento de sensores ópticos integrados. Se diseñó un sistema de análisis por inyección en flujo como metodología simple, automática y reproducible para la caracterización de las membranas desarrolladas, y se integró el sensor como detector. Los resultados obtenidos probaron que una de las ventajas que ofrece el uso de la nueva configuración es el incremento de la sensibilidad sin necesidad de aumentar la concentración de cromoionóforo de la membrana, posibilidad que vendría limitada por su solubilidad, y sin aumentar el grosor de ésta, lo que provocaría un incremento del tiempo de respuesta. Para ambas configuraciones y en idénticas condiciones experimentales, se determinó el tiempo de respuesta de las membranas. Los resultados mostraron como la variación total en unidades de absorbancia conseguido para cada salto de concentración se multiplicaba al utilizar el sensor, mientras que el tiempo de respuesta permanecía equivalente en ambas configuraciones, señal inequívoca de que el grosor de las membranas utilizadas era similar. |
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