Při detekci přítomnosti látek biologických a/nebo chemických v plynném prostředí se využívá piezoelektrický senzor (křemenný krystal opatřený vrstvou látky absorbující molekuly plynu a povrchově pohlcující molekuly jiných látek z okolního plynného prostředí). Takovýto senzor (QCM – Quartz Crystal Microbalance – stejně se nazývá i celá metoda měření) registruje usazování dalších látek na svém povrchu změnou hmotnosti a reaguje na ni změnou svého rezonančního kmitočtu. Tato změna je sledována a analýzou naměřených dat jsou získány výsledky měření.

Určitým problémem tohoto postupu jsou ovšem fyzikální vlivy v objemu a na povrchu aktivní vrstvy senzoru, v jejichž důsledku dochází k fluktuaci měřené frekvence. Molekuly různých látek mohou způsobit stejnou odezvu tohoto hmotnostního senzoru, tj. zvětšit hmotnost aktivní vrstvy stejně, nebo s nerozeznatelnou odchylkou a způsobit tedy stejnou změnu rezonanční frekvence. V takovémto případě nelze na základě standardního měření tyto látky od sebe jednoznačně odlišit.

Podstatou inovativního postupu vědců z VUT v Brně (Prof. RNDr. Ing. Josef Šikula DrSc., Doc. Ing. Vlasta Sedláková Ph.D., Ing. Petr Sedlák Ph.D. a Ing. Jiří Majzner Ph.D., všichni z Fakulty elektrotechniky a komunikačních technologií) je rozšíření sledovaných parametrů i o fluktuace rezonančního kmitočtu. Ze zjištěných hodnot se odvodí střední doba zachycení molekul plynu na povrchu senzoru a tento údaj umožní odlišit od sebe plynné látky jinak způsobující stejnou frekvenční odchylku (zjišťovanou klasickým způsobem měření). Výsledkem nového postupu je tedy významně přesnější identifikace biologické či chemické látky přítomné v plynném prostředí, než jakou umožňovaly dosud známé postupy a zařízení.

Za podpory Centra transferu technologií VUT v Brně byla pro popsaný postup získána patentová ochrana. Podrobnosti jsou k dispozici zde.

Zdroj obrázku: archiv autorů patentu