Nanosenzorji za ljubezen – utvara ali resničnostAleksandra Lobnik Univerza v Mariboru, FS Center za Senzorsko teh...
Nanotehnologija – tehnologija 21. stoletja “Today’s science fiction is often tommorow’s sci...
University of Maribor Faculty of Mechanical Engineering CENTRE OF SENSOR TEC...
University of Maribor Faculty of Mechanical Engineering CENTRE OF SENSOR TEC...
University of Maribor Faculty of Mechanical Engineering CENTRE OF SENS...
University of Maribor Faculty of Mechanical Engineering CENTRE OF SENSOR TECHNOL...
Raziskovalni projekti ŠIFRA NASLOV1 TP MIR 07/RR/20 Optični senzorski sistem za osebno zaščito vojaka p...
Raziskovalni projekti ŠIFRA NASLOV10 SRRP-09/I/07 Zagotavljanje varnosti in sledljivo...
Raziskovalni projekti ŠIFRA NASLOV Oxygen-enrichment in sulfite ox...
University of Maribor Faculty of Mechanical Engineering CENTRE OF SENSOR TECHNOLOGYIND...
3. Sol-gel 1. hidroliza Si(OR)4 + H2O HO-Si(OR)3 + ROH 2. kondenzacija: HO-Si(OR)3 + HO-Si(OR)3 ...
Kaj sploh je “nanotehnologija”?‣ 1959 - Richard Feynman - prvi, ki predstavi idejo obdelave snovi na nivoju atomov‣ 1974...
SEM Si nanodelcev
1. Zaščita in varnostOsebna zaščita(zdravje, varovanje, zaščita)- In vivo -Tekstilni materiali
2. Senzorji lahko merijo parametre:• Telesa • Okolja Kardiološke signale Temperatura Temperaturo ...
2. Senzorji na tekstilu1. Odstranljivi 2. Fiksni-ježek,-zadrga-šivanje ...
3. Senzorji z barvno sprememboR = 4; pH = 3; heating at 80 °C; aging time 3 days at room temperature Indicator ...
SOL-GEL BTB (with precursors glycidoxi and TEOS) ON VISCOSE TEXTILE M ATRIX ...
Senzor za detekcijo OP 1,1 ...
Luminiscenčne meritve OP 7 mm 11,58,53,2 cm95,52,5 cm
7 mm11,58,53,2 cm
2.Meritve v okoljevarstvu Določevanje aluminija Indicator Morin ...
Determination of phosphate (P)using europium-tetracycline complex (EuTc) ...
Determination of copper (Cu) using terbium-ligand complex (TbL2) ...
KVALITETA HRANE SRRP-09/I/07 Optično vlakno Kisikov se...
Biomedicina in Klinična Medicina Magnetni nanomateriali Nanomateriali Magnetni Nanodelci • maghemit (-Fe2O3) • m...
Površinska obdelava magnetnih nanodelcev Površinska obdelava nanodelcev Organska prevl...
Uporaba magnetnih nanodelcev• Biomedicinske aplikacije• Terapija raka in genska terapija• Magnetna dostava zdravilni...
Votli nanodelci - nanokapsulePage 
Nanotehnologija - tehnologija 21. stoletjaPrvi tranzistor razvit v Pentiumov čip ...
Veliko razvojnih skupin po svetu si prizadeva razviti nanorobote, kise bodo lahko sčasoma uporabljali za zdravljenje vse o...
University of MariborFaculty of Mechanical EngineeringCENTRE OF SENSOR TECHNOLOGYLjubezen
University of Maribor Faculty of Mechanical Engineering CENTRE OF SE...
University of Maribor Faculty of Mechanical Engineering CENTRE OF SENSOR T...
University of Maribor Faculty of Mechanical Engineering CENTRE OF SENSOR TECHNOL...
University of Maribor Faculty of Mechanical Engineering CENTRE OF SENSOR TECHNOLOG...
University of Maribor Faculty of Mechanical Engineering CENTRE OF SENSOR TECHNOL...
University of Maribor Faculty of Mechanical Engineering CENTRE OF SENSOR TECHN...
DopaminOksitocina
Imunosenzorji Magnetic suspension - Target cells ...
Votli nanodelci - nanokapsule Nanokapsula - polimerni ovoj, npr. PLA, PLGA, ipd. - anorganski porozni ovoj ...
Aplikacije - BiomedicinaPage 
Nanosenzor iz možganov prenaša signal nadetekcijski sistem integriran v zapestnici, ki se vprimeru večje koncentracije dop...
Hvala kolegom• Dr. Špela Korent Urek• Doc.dr. Gregor Zupančič• Dr. Andreja Gutmaher• Dr. Aljoša Košak• Dr. Matej...
Nanosenzorji za prihodnost - utvara ali resničnost
Nanosenzorji za prihodnost - utvara ali resničnost
Nanosenzorji za prihodnost - utvara ali resničnost
of 47

Nanosenzorji za prihodnost - utvara ali resničnost

Aleksandra LobnikNanosenzorji za prihodnost - ali tudi za ljubezen - utvara ali resničnost?--25.5.2011, Maribor
Published on: Mar 3, 2016
Published in: Education      
Source: www.slideshare.net


Transcripts - Nanosenzorji za prihodnost - utvara ali resničnost

  • 1. Nanosenzorji za ljubezen – utvara ali resničnostAleksandra Lobnik Univerza v Mariboru, FS Center za Senzorsko tehnikoIOS, Institut za okoljevarstvo in senzorje, d.o.o
  • 2. Nanotehnologija – tehnologija 21. stoletja “Today’s science fiction is often tommorow’s science fact.” - Stephen Hawking -Page 
  • 3. University of Maribor Faculty of Mechanical Engineering CENTRE OF SENSOR TECHNOLOGYKaj so senzorji?Prvi senzorji, ki se jih zavedamo so čutila…..In jih še vedno nemoremo v popolnosti nadomestiti:Izdelovalci parfumov – nosoviPokušalci vin……Hrane….Kaj pa občutkov….ljubezen, žalost, jeza, ….ali lahko tokvantificiramo?
  • 4. University of Maribor Faculty of Mechanical Engineering CENTRE OF SENSOR TECHNOLOGYKaj so senzorji?Senzor je miniaturiziran analizni aparat, ki omogočakontinuirano in reverzibilno podajanje informacij o kemijskikoncentraciji analita. (Wolfbeis 1990)
  • 5. University of Maribor Faculty of Mechanical Engineering CENTRE OF SENSOR TECHNOLOGYKaj so kemijski optični senzorji?(indikatorska kemija, optična vlakna) P r e “kemijski” t signal v o r receptor n i k
  • 6. University of Maribor Faculty of Mechanical Engineering CENTRE OF SENSOR TECHNOLOGYV realnem svetu razvijamo senzorjena različnih področjih:OSEBNE ZAŠČITE , VAROVANJAOKOLJEVARSTVAKVALITETE HRANEKLINIČNE MEDICINE…….
  • 7. Raziskovalni projekti ŠIFRA NASLOV1 TP MIR 07/RR/20 Optični senzorski sistem za osebno zaščito vojaka pred bojnimi strupi Razvoj optičnega senzorskega sistema za nedestruktivno kontrolo kvalitete embaliranih2 L2-9493 mesnih izdelkov3 M1-0209 Razvoj optičnih kemijskih senzorjev za osebno zaščito vojaka pred kemijskimi agensi4 BI-CZ/08-09-017 Optical Chemical Sensors5 BI-UA/09-10-011 Sol-Gel Optical Sensors Based on Doped New Luminiscent Lanthanide Complexes6 L1-2084 Senzorsko zaznavanje roka uporabe pakiranih mesnih izdelkov7 BI - RU/10-11-017 Nano-Optični biosenzor za detekcijo organofosfatov8 ARRS - MR Tematika : Biogeni amini9 BI-FR/10-11-017 Tkane inteligentne tekstilije ZAKLJUČENI V TEKU V EVALVACIJI
  • 8. Raziskovalni projekti ŠIFRA NASLOV10 SRRP-09/I/07 Zagotavljanje varnosti in sledljivosti pakirane mesne hrane s senzorskim sistemom11 EUREKA E!4961 Optično določevanje svežosti mesa12 RIP09/43/48 Energija iz odpadkov Kemijski senzorji za detekcijo aminov13 BI -M/11-12-015 Razvoj novega fluorescentnega nanosenzorja za določevanje organofosfornih spojin14 ARRS projekti 201115 FP7-PEOPLE-2011 Sol-Gel Materials for Pollution Control16 FP 7 - MNT-ERA NET Nano-optical system for organophosphate detection FP 7 - ICT- 2011 - C Network of sensors integrated in the flexible textile structures to monitor process,17 REF NO.: FP7 - 288153 environment and health protection18 EUREKA 2011 Gas Sensor using Polymeric Fibers and Fabric FP 7 - MNT-ERA NET19 Wireless networks of heavy metals nanosensors for real time water pollution assesment 2011 ZAKLJUČENI V TEKU V EVALVACIJI
  • 9. Raziskovalni projekti ŠIFRA NASLOV Oxygen-enrichment in sulfite oxidation in wet FGD and Oxygen enhanced combustion of 20 R&D Messer solid fuels LIFE+ (LIFE10 21 Solving the problems of drinking water pollution with pesticides and nitrates ENV/SI/000132) FP7 - NMP - 2011 - 22 Advanced Textile solutions for pollution recovery from Oil Spills in Extreme Conditions SMALL - 5 23 EUROSTARS Absolutly chlorine free system (ACF) for paper production using recycled fibers 24 SOLČAVA Analiza pitne vode Solčava 25 ITKEK-94/03-JZ/SH Detoksifikacija odpadnih biocidnih vod s postopki kemijske oksidacije 26 E!4206 Advanced technologies in landfill leachate management Gosopdarjenje z vodnimi 27 Strategija rabe geotermalnih potencialov Dolinske regije viri (WRM) - WP 3.1.B Gospodarjenje z vodnimi 28 viri (WRM) - K-Net 2004 Optimiranje kakovosti vode z dovajanjem CO 2 WP 6.2.2. Gospodarjenje z vodnimi 29 Zaloge vode in okoljski vpliv na zbiralnik Kozjak viri (WRM) - WP 4.4.2. 30 INTERREG Management of Storm water on Highways 31 JAPTI 91/2009 Vodja področja okoljevarstvo - Preučevanje učinkovitosti različnih membranskih tehnologij 32 MR-09/51 TIA-MR iz gospodarstva Branka Viltužnik 33 JAPTI 78/2010 Vodja področja tehnične tekstilije 34 TIA MR- 2010 TIA-MR iz gospodarstva Polonca Nedeljko 35 ARRS projekti 2011 Razvoj novih dostavnih sistemov za zdravljenje raka debelega črevesa pri oralni uporabi ZAKLJUČENI V TEKU V EVALVACIJI
  • 10. University of Maribor Faculty of Mechanical Engineering CENTRE OF SENSOR TECHNOLOGYINDIKATORSKA BARVILASOL-GEL MATERIALIMOBILIZACIJSKA TEHNIKA
  • 11. 3. Sol-gel 1. hidroliza Si(OR)4 + H2O HO-Si(OR)3 + ROH 2. kondenzacija: HO-Si(OR)3 + HO-Si(OR)3 HO-Si(OR)2-O-Si(OR)2 + HOH HO-Si(OR)3 + Si(OR)4 Si(OR)3-O-Si(OR)3 + ROH Monomers Other metals Si(OR’)4 Zr(OR’)4 R1-Si(OR’)3 R1-Zr(OR’)3 R1 R2 -Si(OR’)2 R1 R2 -Zr(OR’)2 R: aliphatic, aromatic Ti, Sn
  • 12. Kaj sploh je “nanotehnologija”?‣ 1959 - Richard Feynman - prvi, ki predstavi idejo obdelave snovi na nivoju atomov‣ 1974 - Taniguchi - prvi uporabi pojem “nanotehnologija”• ๏ izvor “nanotehnologija” - Latinsko “nanus”, Grško “nanos”Kaj so osnovni gradniki nanomaterialov?‣ nanodelci (1 nm = 10-9 m)obravnava materiale in sisteme, ki kažejo nove in izrazitoizboljšane fizikalne, kemijske in biološke karakteristike zaradisvoje velikosti v nano območju [1-100 nm]; t.j nanomateriale
  • 13. SEM Si nanodelcev
  • 14. 1. Zaščita in varnostOsebna zaščita(zdravje, varovanje, zaščita)- In vivo -Tekstilni materiali
  • 15. 2. Senzorji lahko merijo parametre:• Telesa • Okolja Kardiološke signale Temperatura Temperaturo Premike Respiracijske funkcije Biološke Premiki/pozicija Kemijske Znoj Voda/vlaga Električne Sevanje Kemijske Pozicijo Biološke Tlak Tlak Zvok Lastnosti kože
  • 16. 2. Senzorji na tekstilu1. Odstranljivi 2. Fiksni-ježek,-zadrga-šivanje - FOS OCS -tkani barvanje -pleteni printanje, -laminirani nanosi
  • 17. 3. Senzorji z barvno sprememboR = 4; pH = 3; heating at 80 °C; aging time 3 days at room temperature Indicator Precursors ratio 100 % glycidoxypropyltrimethoxysilane (glycidoxy) 90 % glycidoxy : 10 % Tetraethoxysilane (TEOS) Bromocresol green(BCG) 80 % glycidoxy : 20 % TEOS 100 % glycidoxy 90 % glycidoxy : 10 % TEOS Bromothymol blue (BTB) 80 % glycidoxy : 20 % TEOS
  • 18. SOL-GEL BTB (with precursors glycidoxi and TEOS) ON VISCOSE TEXTILE M ATRIX 20 10 0 100G, pKa=6,24 2 3 4 5 6 7 8 9a* -10 90G, pKa=6,34 80G, pKa=6,26 -20 -30 -40 pH SOL-GEL BTB (with precursors glycidoxi and TEOS) ON COTTON TEXTILE M ATRIX 30 20 10 100G, pKa=5,99a* 0 90G, pKa=5,92 2 3 4 5 6 7 8 9 80G, pKa=5,96 -10 -20 -30 pH
  • 19. Senzor za detekcijo OP 1,1 1,0 0,9 0uL 0.5uL 0,8 200 2.18uL 140uL Fluorescence intensity (a.u.) 0,7 150 F/F0 0,6 100 50 0,5 0 0,4 520 540 560 580 600 nm 0,3 0,2 0 1 2 3 4 2- [FPO3 ] (mM) 1,00 0,95 0,90 1,0 0,85F/F0 0,8 0,80 350 0uL 0,75 0,6 20uL 140uL 300 Fluorescence intensity (a.u.) 280uL 1000uL F/F0 250 0,70 0,4 200 150 100 0 10 20 30 40 50 50 2- 0,2 [FPO3 ] (M) 0 400 450 500 550  [nm] 0,0 0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2- [FPO3 ] (mM)
  • 20. Luminiscenčne meritve OP 7 mm 11,58,53,2 cm95,52,5 cm
  • 21. 7 mm11,58,53,2 cm
  • 22. 2.Meritve v okoljevarstvu Določevanje aluminija Indicator Morin Al-Morin complex OH O Al OH OH O O OH HO O OH + Al3+ OH HO O OH non-fluorescent yellow-greensol-gel membrane (100% TMOS) fluorescent at 487 nm 800 (at pH 3.5) 700 10-5 M Al3+ Increasing of fluorescence fluorescence intensity 600 intensity of Morin upon 500 400additon of Al3+ in acetic buffer; 300 2*10-7 Mconcentration range: 10-7 – 10-5 M 200 100 0 250 300 350 400 450 500 550 wavelength (nm)
  • 23. Determination of phosphate (P)using europium-tetracycline complex (EuTc) Response of EuTc to P intenziteta luminescence (a.u.) [P] (µmol/L) 8 25 EuTc EuTc + PO43- 100 6 4 500 Ex = 400 nm 2 Em = 616 nm 13 mM MOPS, pH 7 Eu:Tc = 1:1 0 360 390 420 450 550 600 650 700 [EuTc] = 21 µM valovna dolžina (nm) incubation t. = 20 min T = 30 °C
  • 24. Determination of copper (Cu) using terbium-ligand complex (TbL2) Spectral properties of TbL2 in water solutionintenziteta luminescence (a.u.) TbL2 TbL2 8 2+ 0 nM Cu + Cu2+ 6 4 Ex = 320 nm 2 2+ Em = 548 nm 1000 nM Cu 10 mM MOPS, pH 7 0 Tb:L = 1:2, [L] = 1 µM 480 510 540 570 600 630 incubation time = 30 min valovna dolžina (nm) T = 25 °C
  • 25. KVALITETA HRANE SRRP-09/I/07 Optično vlakno Kisikov senzorski čip fotodetekto r pH senzorski Temperaturni čip senzor
  • 26. Biomedicina in Klinična Medicina Magnetni nanomateriali Nanomateriali Magnetni Nanodelci • maghemit (-Fe2O3) • magnetit (Fe3O4) • kobalt ferit (CoFe2O4) • mangan-cink feriti (MnZnFe2O4) • ipd.... • Ozka porazdelitev velikosti nanodelcev (10 ± 1) nm • Načini priprave: ‣ soobarjanje, sol-gel metoda, hidrotermalna metoda, mikroemulzijska metoda, ipd...Page 
  • 27. Površinska obdelava magnetnih nanodelcev Površinska obdelava nanodelcev Organska prevleka (Organski aditivi, • Organske prevleke biomolekule, • Anorganske prevleke fluorescentna barvila, ipd...) JEDRO – delec (magneten, nemagnetnen, delec kristaliničen, amorfen, …) Anorganska prevleka (SiO2, TiO2, Au, Ag, …)
  • 28. Uporaba magnetnih nanodelcev• Biomedicinske aplikacije• Terapija raka in genska terapija• Magnetna dostava zdravilnih učinkovin (kemoterapevtiki, ipd....)• Separacija/selekcija celic• Magnetna hipertermija• Kontrastni agensi za magnetno resonančno slikanje• ipd.
  • 29. Votli nanodelci - nanokapsulePage 
  • 30. Nanotehnologija - tehnologija 21. stoletjaPrvi tranzistor razvit v Pentiumov čip s 3,3 milijonaBell-ovem laboratoriju tranzistorjev leta 1947 - osrčje današnjih računalnikov - (~1cm v preseku)
  • 31. Veliko razvojnih skupin po svetu si prizadeva razviti nanorobote, kise bodo lahko sčasoma uporabljali za zdravljenje vse od hemofilijepa do raka.•Nanorobti se bodo množično proizvajali. Po velikosti bodo precejmanjši od premera človeškega lasu in tudi manjši od bakterij.Potovali bodo lahko skozi kapilare, ne da bi jih zavrnil imunskisistem telesa.
  • 32. University of MariborFaculty of Mechanical EngineeringCENTRE OF SENSOR TECHNOLOGYLjubezen
  • 33. University of Maribor Faculty of Mechanical Engineering CENTRE OF SENSOR TECHNOLOGY Ali je ljubezen res kemija?http://www.ted.com/talks/lang/slv/helen_fisher_tells_us_why_we_love_cheat.htmlDr. Helen Fisher, Biološka antropologinja
  • 34. University of Maribor Faculty of Mechanical Engineering CENTRE OF SENSOR TECHNOLOGYKavdalno jedro ima veliko vlogo pri nadzoru motorike, je pa tudi eden od kontrolorjev hrepenenja in želja. Tukaj so shranjeni naši lepotni ideali, ki temeljijo na naših preteklih izkušnjah. Kavdalno jedro tako praktično določa, v koga se bomo zaljubili.Ventralni tegmentum pa najdemo v srednjih možganih in je globoko vpleten v motivacijo. Ima številne povezave z ostalimi deli možganov, vključno s kavdalnim jedrom in amigdalo, kjer je sedež čustev.
  • 35. University of Maribor Faculty of Mechanical Engineering CENTRE OF SENSOR TECHNOLOGY 1. POŽELENJE Kavdalno jedro se vključi in po do zdaj še neznanih potehsproži povečano izločanje spolnih hormonov testosterona inestrogena, ki povečata spolni nagon in dovzetnost za zunanji videz potencialnega partnerja, ter feromone. To je prva faza zaljubljenosti.
  • 36. University of Maribor Faculty of Mechanical Engineering CENTRE OF SENSOR TECHNOLOGY 2. ROMANTIČNA LJUBEZEN Ta začne izločati hormon dopamin. .Ko so raziskovalci slikali možgane sveže zaljubljenih ljudi in jih primerjali z možgani kokainskih odvisnikov, je bila slika zelo podobna, včasih celo identična.
  • 37. University of Maribor Faculty of Mechanical Engineering CENTRE OF SENSOR TECHNOLOGY 3. NAVEZANOSTKlub temu, da se v 3. fazi zmanjša nivo spolnih hormonov, je zdaj namesto tega prisoten občutek pripadnosti in varnosti. Vez, ki nastane med partnerjema zaradi oksitocina, je podobna vezi med materjo in otrokom pri dojenju.
  • 38. University of Maribor Faculty of Mechanical Engineering CENTRE OF SENSOR TECHNOLOGY PREKINITEV VEZE Prekinitev stikov z ljubljeno osebo povzroči prenehanje izločanja dopamina .Pride do odtegnitvenega sindroma, ki je v psihičnem pogledu zelo podoben tistemu pri ljudeh, ki se odvajajo od drog.Lahko pride do depresije, apatije, pomanjkanja apetita, motenj spanja, občutka tesnobe, možna je celo fizična bolečina.
  • 39. DopaminOksitocina
  • 40. Imunosenzorji Magnetic suspension - Target cells - Secondary cells Cell labelling with primary antibody; incubation Magnetic cell separation Centrifuging and redispersing in fresh mediumPage 
  • 41. Votli nanodelci - nanokapsule Nanokapsula - polimerni ovoj, npr. PLA, PLGA, ipd. - anorganski porozni ovoj Ligand, linker (vezna molekula)Terapevtska učinkovina,fluorescentno barviloipd. Biološka enota (npr. protein)Page 
  • 42. Aplikacije - BiomedicinaPage 
  • 43. Nanosenzor iz možganov prenaša signal nadetekcijski sistem integriran v zapestnici, ki se vprimeru večje koncentracije dopamina/oksitocina obarva rdeče. REALNOST ALI UTVARA?
  • 44. Hvala kolegom• Dr. Špela Korent Urek• Doc.dr. Gregor Zupančič• Dr. Andreja Gutmaher• Dr. Aljoša Košak• Dr. Matejka Turel,• Dr. Mojca Poberžnik,• Dr. Maja Bauman, univ.dipl.ing.• Alenka Kelc, univ.dipl.ing.• Alenka Ribič, univ.dipl.ing.• Nina Frančič, univ.dipl.biochem.• Branka Viltužnik, univ.dipl.ing.• Polonca Nedeljko, univ.dipl.ing.• Eva Rajh, univ.dipl.ing.• Katja Kompolšek, univ.dipl.ing.• Leonida Frangež, univ.dipl.biolog.