Development of new sensors for detection of organic chemicals

Behovet for direkte påvisning af pesticider i drikkevand er i stigende efterspørgsel, efterhånden som drikkevands boringer bliver hyppigere forurenet med skadelige kemikalier. Et sådant system skal fungere autonomt i et barskt miljø i minimum 3 måneder og være i stand til at detektere meget lave koncentrationer af kemikalier. En cantilever baseret overflade stress sensor er undersøgt som en mulig metode til påvisning af 2,6-dichlorbenzamid (BAM) pesticidrester i vand. Cantilever overflade stress princip blev undersøgt ved hjælp af piezo resistiv system fra Cantion/Nanonord A/S, og en optisk laser udlæsning system udviklet på DTU Nanotech. Surface Enhanced Raman spektroskopi (SERS) blev yderligere undersøgt som et sekundært alternativ til påvisning af pesticider i vandprøver. Ved hjælp af et BAM antistof analyse udført på en cantilever overflade, 10 gentagne differentiale signaler af 5 til 20 μV størrelsesorden, blev målt ved hjælp af Canti4 Cantion cantilever systemet. Idet et signal også fremkom ved tilsætning af et uspecifik antistof, kan signalet ikke anses for at være specifikt for BAM antistoffet. BAM ELISA, microarray teknik, og et ”flow celle” system blev brugt til kemisk optimering af analyse forholdene på cantilever BAM-analysen. Billeder af cantilever overfladen, resonansfrekvens og udbøjnings værdier af cantilevere, viste at ujævnheder i overflade funktionaliseringen øgede variansen på de mekaniske egenskaber af cantileveren. En alternativ optisk udlæsning system har gentaget den differentierede signal værdier, der blev opnået ved Canti4 Cantion cantilever systemet. Det optiske udlæsning system var i stand til at måle overflade ruheden af cantilever overfladen, som en nyttig indikator for kvaliteten af den funktionaliserede overflade. Raman skift og SERS spektrum af BAM og Dichlobenil pesticid blev målt. Et simuleret Raman spektrum blev anvendes til sammenligning af data fra Raman spektrum og SERS spektrum. SERS systemet vist sig at potentielt være egnet for direkte måling af pesticider i vandprøver.