Sensori basati sui semiconduttori

Titolo originale:

Semiconductor-Based Sensors

Contenuto del libro:

Questo libro fornisce una sintesi completa dello stato delle tecnologie emergenti dei sensori e fornisce un quadro di riferimento per i futuri progressi nel settore. Nell'ultimo decennio i sensori chimici hanno acquisito importanza per applicazioni che comprendono la sicurezza interna, il monitoraggio medico e ambientale e la sicurezza alimentare.

Un obiettivo auspicabile è la capacità di analizzare simultaneamente un'ampia varietà di gas e liquidi ambientali e biologici sul campo e di rilevare selettivamente un analita target con elevata specificità e sensibilità. L'obiettivo è quello di realizzare sensori chimici e biologici in tempo reale, portatili e poco costosi e di utilizzarli come monitor per gas, inquinanti ambientali, respiro esalato, saliva, urina o sangue, con capacità wireless. In campo medico, uno screening frequente permette di individuare lo sviluppo precoce delle malattie, di ridurre le sofferenze dei pazienti dovute a diagnosi tardive e di ridurre i costi sanitari.

Ad esempio, è stato previsto un tasso di sopravvivenza del 96% nelle pazienti affette da cancro al seno se la frequenza dello screening è di tre mesi. Questa frequenza non può essere raggiunta con gli attuali metodi di mammografia a causa dei costi elevati per la paziente e dell'invasività (radiazioni).

Nell'ambito del rilevamento dei biomarcatori medici, sono stati utilizzati molti metodi diversi, tra cui il saggio di immunoassorbimento legato a un enzima (ELISA), i saggi citometrici a flusso basati su particelle, le misure elettrochimiche basate sull'impedenza e sulla capacità, la misurazione elettrica della variazione di frequenza di risonanza di microcantilever e la misura della conduttanza di nanostrutture semiconduttrici, la gascromatografia (GC), la cromatografia ionica, gli array di peptidi ad alta densità, l'analisi quantitativa a scansione laser, la chemiluminescenza, il tubo a flusso ionico selezionato (SIFT), i cantilever nanomeccanici, i microarray di sospensione basati su microsfere, i biosensori magnetici e la spettrometria di massa (MS). A seconda delle condizioni del campione, questi metodi possono mostrare risultati variabili in termini di sensibilità per alcune applicazioni e potrebbero non soddisfare i requisiti di un biosensore portatile.