Holographic Sensors

این پایان نامه یک رویکرد تئوری و تجربی برای ساخت سریع، بهینه سازی و آزمایش حسگرهای هولوگرافیک برای تعیین کمیت pH، حلال های آلی، کاتیون های فلزی و گلوکز در محلول ها ارائه می دهد.

در حال توسعه است. حسگرهای تشخیصی غیر تهاجمی و قابل استفاده مجدد که به راحتی قابل تولید هستند، از نظارت بر افراد در معرض خطر در هر محیط بالینی یا مراقبتی پشتیبانی می کنند. رویکردهای ساخت حسگر شامل شیمی نقره هالید، فرسایش لیزری و فوتوپلیمریزاسیون است. حسگرها از توری های پراش براگ خارج از محور نانوذرات نقره و تغییرات ضریب شکست موضعی در لایه های پلی (2-هیدروکسی اتیل متاکریلات) و پلی آکریل آمید استفاده می کنند. حسگرها جابجایی پیک براگ برگشت پذیر را نشان دادند و طیف نور باند باریک را در محدوده طول موج λپیک ≈ 495-1100 نانومتر پراش کردند. کارآزمایی‌های بالینی حسگرهای گلوکز در نمونه‌های ادرار بیماران دیابتی نشان داد که این حسگرها عملکرد بهتری را در مقایسه با دستگاه‌های تجاری آنالیز ادرار با کارایی بالا ارائه می‌دهند. در نهایت، یک برنامه کاربردی تلفن هوشمند عمومی برای تعیین کمیت تست های رنگ سنجی برای هر دو سیستم عامل اندروید و iOS توسعه و آزمایش شد. پلت فرم سنجش و برنامه تلفن هوشمند ممکن است پیامدهایی برای توسعه دستگاه‌های تشخیصی نقطه‌ای مراقبت کم‌هزینه، قابل استفاده مجدد و بدون تجهیزات داشته باشد.

This thesis presents a theoretical and experimental approach for the rapid fabrication, optimization and testing of holographic sensors for the quantification of pH, organic solvents, metal cations, and glucose in solutions.

Developing non-invasive and reusable diagnostics sensors that can be easily manufactured will support the monitoring of high-risk individuals in any clinical or point-of-care setting. Sensor fabrication approaches outlined include silver-halide chemistry, laser ablation and photopolymerization. The sensors employ off-axis Bragg diffraction gratings of ordered silver nanoparticles and localized refractive index changes in poly (2-hydroxyethyl methacrylate) and polyacrylamide films. The sensors exhibited reversible Bragg peak shifts, and diffracted the spectrum of narrow-band light over the wavelength range λpeak ≈ 495-1100 nm. Clinical trials of glucose sensors in the urine samples of diabetic patients demonstrated that they offer superior performance compared to commercial high-throughput urinalysis devices. Lastly, a generic smartphone application to quantify colorimetric tests was developed and tested for both Android and iOS operating systems. The sensing platform and smartphone application may have implications for the development of low-cost, reusable and equipment-free point-of-care diagnostic devices.