Design and applications of contactless capillary format detectors for chemical and environmental analysis

Miniatiūrizacija ir integravimas yra pagrindinės tendencijos naujausių aplinkotyros, cheminės ir bioanalizės instrumentų kūrime. Tokios technologijos pasižymi geresnėmis charakteristikomis, našumu ir patikimumu. Dauguma realių bandinių, ypač aplinkoje, arba gautų iš biologinės kilmės objektų yra sudėtingi cheminių medžiagų mišiniai ir prieš kokybinę bei kiekybinę analizes, cheminiai junginiai turi būti atskirti vienas nuo kito. Kapiliarinė elektroforezė ir kiti mikro-skirstymo metodai yra dažnai naudojami aplinkos, biologinių ir kitų bandinių analizei. Kapiliarinės elektroforezės metodus įmanoma miniatiūrizuoti ir automatizuoti. Sujungus mikro-skirstymo technologiją su miniatiūrizuota detekcijos sistema įmanoma gauti perspektyvų aplinkos analizės prietaisą. Viena iš daug žadančių detekcijos technologijų, sugebančių aptikti įvairius junginius aplinkoje, yra bekontaktė laidumo (impedanso) detekcija. Šio darbo tikslas buvo sukurti miniatiūrinį, nešiojamą detektorių, kuris pagrįstas kompleksinio impedanso matavimu, tinkantį kapiliarinio formato skirstymo metodams aplinkos ir kitų objektų analizei. Sukurti prietaisai yra nešiojami, mažų dimensijų, turi bevielio duomenų perdavimas galimybę ir pasižymo aukšto lygio detekcijos parametrais. Sistemą galima pritaikyti analizei lauko sąlygomis, arba ant savaeigės robotizuotos sistemos. Ši technologija leidžia atlikti aplinkos tyrimus per atstumą, neišėjus iš laboratorijos. Be to, eksperimentai gali būti atlikti skirtingo tipo aplinkos vietose, įskaitant ir sunkiai pasiekiamas vietas. Taip pat, sukurti detektoriai ir surinkti duomenys gali būti naudojami kaip gairės, kuriant panašią ar tobulesnę aplinkos analizės įrangą.The obvious trends in the development of current analytical instruments for environmental, chemical and bioanalysis are miniaturization and integration. Miniaturized techniques improve performance, throughput and reliability. Many of real samples, particularly in environmental or bio-analysis are very complex and for qualitative and quantitative assessment have to be separated prior to measurement. Capillary electrophoresis and related microseparation techniques are frequently used in environmental, biological and many other fields of analysis. It can be miniaturized and automated. Coupling microseparation technique to miniaturized detection technique leads to the design of perspective instrumentation, which can be applied for environmental analysis. One of the perspective and universal detection techniques capable of detecting various compounds in environmental analysis is contactless conductivity (impedance) detection. The aim of this work was to design a miniature, potentially field portable, compatible with capillary format microseparations, suitable for environmental and other types of analyses detector, which is based on the measurement of complex impedance. The developed system is portable, miniature size, uses wireless data transmission and provides high performance detection characteristics. The detector can be used on the field or on stand-alone rover. Distant experiments can be performed without leaving a laboratory. In addition, experiments can be performed in different environmental sites including environmentally savage sites. Obtained evaluation and application data can be used as a guideline designing similar and more advanced miniaturized detection systems.Gamtos mokslų fakultetasVytauto Didžiojo universiteta