|
|
Příprava organických elektrochemických tranzistorů pro biosenzoriku
Ehlich, Jiří ; Vala, Martin (oponent) ; Salyk, Ota (vedoucí práce)
Úkolem této je práce je popsat proces použitý při výrobě organických elektrochemických tranzistorů (OECTs) a z nich následně biosenzorů pro testování potenciálních léčiv srdečních buněk kardyomiocytů. Dále pak prozkoumat některé fyzikální vlastnosti připravených senzorů, jako adhezi jednotlivých materiálů, vodivost hotových struktur a jejich odolnost ve vodných roztocích. Jako primární technologie přípravy OECTs byl využit materiálový tisk speciálních inkoustů s elektrickými vlastnostmi na PET a PEN substrát a specifické úpravy povrchů před a po tisku. Výsledkem práce je ucelený pohled na technologii přípravy námi vytvořených biosenzorů.
|
|
|
Modelování organických elektrochemických tranzistorů
Truksa, Jan ; Omasta, Lukáš (oponent) ; Salyk, Ota (vedoucí práce)
Tématem práce je tvorba virtuálního modelu elektrického pole kruhového organického elektrochemického tranzistoru (OECT) a následné srovnání vypočítaných hodnot s reálným systémem rotačně symetrických elektrod. Rozložení potenciálu v tranzistoru bylo modelováno pomocí metody konečných prvků a ze získaných výsledků bylo určeno rozložení intenzity elektrického pole a proudového pole. Následně bylo provedeno kontrolní mapování potenciálového pole v reálném systému hliníkových elektrod, ponořených do vody. V práci je uveden model elektrického pole OECT s dosud neobvyklým kruhovým uspořádáním. Model musel být z důvodu nedostatečné výpočetní kapacity značně zjednodušen. Výsledky kontrolního experimentu souhlasí s vypočítanými hodnotami i přes značné zjednodušení. Odchylky výstupní charakteristiky modelu od výsledků reálného OECT byly způsobeny zjednodušením modelu oproti skutečnosti.
|
|
|
Vývoj senzorické platformy pro studium fyziologických funkcí buněk
Marková, Aneta ; Víteček, Jan (oponent) ; Vala, Martin (vedoucí práce)
Cílem práce bylo vyvinout senzorickou platformu na bázi organického elektrochemického tranzistoru (OECT). Hlavní pozornost byla soustředěna na přípravu vhodného elektrodového systému a na optimalizaci vlastností vrstvy organického polovodiče. Jako podložky byly zvoleny komerční skleněné substráty s integrovanými elektrodami z oxidu india a cínu. Tenké vrstvy byly připravovány rotačním litím z organického polovodiče poly(3,4-ethylendioxythiofenu):poly(styrensulfonátu) (PEDOT:PSS). Studovány byly čtyři vybrané formulace tiskových inkoustů. Byly připraveny tenké vrstvy o různé tloušťce, u nichž byl sledován vliv tloušťky vrstvy a poměru šířky a délky vodivého kanálu na transkonduktanci. Byla řešena degradace elektrodového systému pomocí galvanického pokovování zlatem. Pozornost byla také věnována modifikacím materiálu PEDOT:PSS. Bylo zjištěno, že optimální tloušťka vrstvy pro použití v senzorech je přibližně 150 nm. Snížením sériového odporu pomocí stříbrné pasty byla pro vzorek Ink 2 zjištěna transkonduktance 23 mS, pro vzorek Ink 3 pak byla transkonduktance 44 mS. Senzorické platformy vykazující tyto hodnoty jsou již použitelné pro detekci fyziologických funkcí elektrogenních buněk, např. kardiomyocytů.
|
|
|
Printed Biosensor Based on Organic Electrochemical Transistor
Omasta, Lukáš ; Mikula, Milan (oponent) ; Boušek, Jaroslav (oponent) ; Salyk, Ota (vedoucí práce)
Organic electronic devices arise as a suitable solution for bioelectronics sensor development, due to the good biocompatibility of organic semiconductors. So-called biosensors can convert electrochemical processes into an electronic signal. A matrix of such biosensors can simultaneously scan a number of biological samples or tissues of the living systems. The active part of the device is an Organic Electrochemical Transistor (OECT). In this work, the theoretical background on such device and its characterization, application in cell-based biosensors, methods of fabrication together with the current state of the art in the field of organic electronics are discussed. The experimental part contains specific manufacturing procedures of OECT devices development employed. The main emphasis is given on the ability of produced devices to detect response and monitor the stimulation of electrogenic cells. To this end, microplate patterns with a multielectrode array of OECTs based on the semiconductive polymer PEDOT:PSS was developed and fabricated using conventional printing methods (inkjet printing and screen printing). Standard lithographic procedures were also employed. The latest devices with the highest achieved signal amplification of g = 2.5 mS and the time constant of t = 0.15 s were produced. These are comparable or even better than some state of the art fully lithographically prepared ones.
|
|
|
Modelling of bioelectronic devices
Truksa, Jan ; Vala, Martin (oponent) ; Salyk, Ota (vedoucí práce)
The topic of this thesis is computer modelling of an organic electrochemical transistor (OECT). To create such a model, the electric field and ion concentration were numerically computed, using the finite element method. The electric potential on top of the OECT channel, the changes in conductivity and the output current of the OECT were computed. To carry out the computation, a standard personal computer and the commercial software COMSOL Multiphysics were utilized. Due to a lack of computational power, the model had to be split into parts and drastically simplified. The presented results differ from those in literature, as the saturation of the transistor is not modelled correctly. This deviation from real OECT behaviour is likely caused by the simplification of the model.
|
|
|
Optimalizace tisku organických elektronických struktur pro bioelektroniku
Bráblíková, Aneta ; Hrabal, Michal (oponent) ; Salyk, Ota (vedoucí práce)
Předložená práce se zabývá optimalizací tisku elektronických organických struktur pro bioelektroniku. Hlavním cílem této bakalářské práce bylo provedení série pokusů navržených za účelem optimalizace polovodivých struktur PEDOT:PSS (polovodivý polymer) a dále také popis procesu technologie sítotisku, který byl využit při přípravě organických elektrochemických tranzistorů pro biosenzoriku. V teoretické části je vypracovaná rešerše zaměřená na aplikace bioelektroniky, dále jsou v teoretické části popsány tiskové technologie a vodivé inkousty vhodné pro přípravu OECTs (organic electrochemical tranzistors), včetně reologických vlastností polymerních materiálů. Hlavními aspekty pokusů, jejichž vliv byl studován, byly teplota, míchání a příměs DMSO (dimethylsulfoxid) do tiskové pasty, kde sledovanými parametry výsledného materiálu byly základní viskoelastické charakteristiky. V závěru práce byla úspěšně navržena série tranzistorů pro monitorování buněčných kultur.
|
|
|
Studium elektrických a dielektrických vlastností plynových senzorů na bázi iontových kapalin
Maráčková, Lucie ; Pospíšil, Jan (oponent) ; Zmeškal, Oldřich (vedoucí práce)
Diplomová práce je zaměřena na studium elektrických a dielektrických vlastností plynových senzorů na bázi iontových kapalin. Měření byla provedena na dvou odlišných typech OECT substrátů (0099 a 0160). Jako elektrolyt byly zvoleny tři iontové kapaliny a fyziologický roztok PBS. Byly naměřeny stejnosměrné V-A charakteristiky, ze kterých byl stanoven spínací poměr tranzistorů s těmito elektrolyty. Dále byly měřeny závislosti rezistivity na frekvenci při střídavém proudu. OECT 0099 substráty vykazovaly lepší vlastnosti než substráty OECT 0160.
|
|
|
Organické tranzistory pro senzoriku
Marková, Aneta ; Omasta, Lukáš (oponent) ; Vala, Martin (vedoucí práce)
Cílem práce bylo nalézt nejvhodnější dostupnou komerční formulaci materiálu poly(3,4-ethylendioxythiofen):poly(styrensulfonát) (PEDOT:PSS) a metodu přípravy a úpravy tenkých vrstev, které mohou sloužit jako polovodič v organických elektrochemických tranzistorech (OECT). Cílem bylo připravit vrstvy s takovými parametry, které budou vyhovovat následnému využití v biosenzorech k monitorování fyziologických funkcí kardiomyocytů. Bylo studováno šest různých formulací materiálu PEDOT:PSS. Tenké vrstvy byly nanášeny rotačním litím. Připravené vrstvy byly upravovány třemi způsoby, a to (i) působením ethylenglykolu, (ii) sušením a (iii) kombinací sušení a ethylenglykolu. Vrstvy byly testovány z hlediska vlivu ethylenglykolu, teplotní stálosti, vlivu skladování, působení vodného prostředí a dodatečného žíhání. Na základě porovnání získaných výsledků se jevila u většiny materiálů jako nejvhodnější úprava vrstvy nejprve ethylenglykolem s následným vyžíháním. Jako nejvhodnější materiál byl identifikován SIGMA ALDRICH 739 316 s úpravou vrstvy kombinací sušení, ethylenglykolu a žíhání.
|
|
|
Studium vlastností tranzistorů s iontovými kapalinami
Mitáčková, Martina ; Pospíšil, Jan (oponent) ; Zmeškal, Oldřich (vedoucí práce)
Tato diplomová práce je zaměřena na studium elektrických a dielektrických vlastností tranzistorů na bázi iontových kapalin. Měření probíhalo na organických elektrochemických tranzistorech s polovodivým kanálem z PEDOTu:PSS, které byly nejprve vyráběny na substrátech ITO, později byly natištěny pomocí 3D tisku. Při měření jejich vlastností byla použita iontová kapalina NO4 (1-butyl-3-methylimidazolium hydrogensíran). Elektrické vlastnosti byly zjišťovány měřením volt-ampérových charakteristik, dielektrické vlastnosti byly změřeny pomocí impedanční spektroskopie.
|
|
|
Elektro-optický senzor pro detekci extracelulárních iontů
Bellan, Boris ; Salyk, Ota (oponent) ; Vala, Martin (vedoucí práce)
Cílem práce bylo připravit platformu organického elektrochemického tranzistoru, která by umožňovala elektrickou i optickou detekci výměny iontů mezi elektrolytem a vrstvou organického polovodiče, kterým byl poly(3,4-ethylenedioxythiofen):poly(styrensulfonát). Cílem bylo ověřit, zda navržená platforma vyhovuje požadavkům obou metod charakterizace, a zda při daném uspořádání je citlivost dostačující v požadovaném rozsahu koncentrací analytu. Práce se také zabývala studiem stability platformy ve vybraných rozpouštědlech a kultivačních mediích, současně byla studována metoda optimalizace přípravy distančního rámečku a kompletace měřicí cely OECT. Bylo hledáno vhodné rozpouštědlo polymethylmethakrylátu tak, aby toto rozpouštědlo neovlivňovalo okolní části platformy. Na základě získaných výsledků bylo zjištěno, že zvolený fotorezist pro přípravu distančního rámečku není vhodný. Nicméně, bylo zjištěno, že navržená platforma vyhovuje oběma metodám charakterizace. Při studiu detekce výměny iontů bude tedy nutné současný fotorezist nahradit novým, více chemicky stabilním.
|
host ::
RSS.