4 Spis treści
1. Wstęp. ... 6
2. Cel i teza pracy. ... 8
3. Fluorescencja i jej właściwości. ... 9
4. Fotodetektory stosowane do detekcji światła fluorescencyjnego w układach mikroprzepływowych. ... 20 4.1. Fotopowielacz lampowy. ... 20 4.2 Fotodioda półprzewodnikowa. ... 22 4.3. Fotodioda p-i-n. ... 23 4.4. Fotodioda lawinowa. ... 23 4.5. Czujnik obrazu CCD. ... 24
4.6. Czujnik obrazu CMOS. ... 25
4.7. Krzemowy fotopowielacz. ... 26
5. Budowa i zasada działania krzemowego fotopowielacza. ... 27
6. Budowa i zasada działania systemu pomiarowego. ... 43
6.1. System pomiarowy z przetwornikiem QDC. ... 44
6.2. System pomiarowy z układem front-end ASIC. ... 52
6.3. Blok optyczny. ... 58
6.3.1. Blok z kuwetkami fotometrycznymi. ... 58
6.3.2. Blok optyczny z mikrokanałem wykonanym z PDMS. ... 62
7. Metodyka badań. ... 66
7.1. Blok optyczny z kuwetkami fotometrycznymi. ... 66
7.1.1. Porównanie czułości krzemowych fotopowielaczy o różnych rozmiarach i liczbie pikseli w zastosowaniu do detekcji promieniowania fluorescencyjnego ... 67
7.1.2. Wyznaczenie granicznych stężeń roztworów fluorescencyjnych do badań ... 68
7.1.3. Wyznaczenie optymalnego położenia kuwetki fotometrycznej w bloku optycznym ... 69
5 7.1.4. Automatyczna stabilizacja wzmocnienia krzemowego fotopowielacza od
wpływu zmian temperatury otoczenia podczas pomiarów. ... 70
7.1.5. Opracowanie metody wyznaczania wartości sygnału z krzemowego fotopowielacza na podstawie zebranego histogramu. ... 76
7.1.6. Wpływ impulsowych źródeł światła na zjawisko wyświecania fluoroforów podczas badań. ... 77
7.2. Blok optyczny z chipem mikrofluidycznym. ... 78
8. Analiza wyników pomiarowych. ... 81
8.1. Pomiary natężenia światła fluorescencyjnego w kuwetkach fotometrycznych. ... 83
8.2. Pomiary natężenia światła fluorescencyjnego w układzie mikroprzepływowym. .... 89
9. Podsumowanie i wnioski. ... 97 10. Bibliografia. ... 99 Spis rysunków ... 105 Spis tabel ... 110 Dodatek A ... 111 Dodatek B ... 113
