DZIEKAN i RADA WYDZIAŁU
INFORMATYKI, ELEKTRONIKI I TELEKOMUNIKACJI
AKADEMII GÓRNICZO-HUTNICZEJ im. ST. STASZICA W KRAKOWIE
zapraszają na
publiczną dyskusję nad rozprawą doktorską

mgr inż. Łukasza Mika
Zastosowanie krzemowych fotopowielaczy do detekcji światła fluorescencyjnego w układach mikroprzepływowych
Termin:5 luty 2015 roku o godz. 13:00
Miejsce:pawilon D-17, sala 1.20,
ul. Kawiory 21, 30-059 Kraków
PROMOTOR:prof. dr hab. inż. Wojciech Kucewicz, Akademia Górniczo-Hutnicza
RECENZENCI:dr hab. inż. Andrzej Pfitzner, prof. n. PW - Politechnika Warszawska
prof. dr hab. Tadeusz Pisarkiewicz, Akademia Górniczo-Hutnicza
Z rozprawą doktorską i opiniami recenzentów można się zapoznać
w Czytelni Biblioteki Głównej AGH, al. Mickiewicza 30


Zastosowanie krzemowych fotopowielaczy do detekcji światła fluorescencyjnego w układach mikroprzepływowych

mgr inż. Łukasz Mik

Promotor: prof. dr hab. inż. Wojciech Kucewicz (AGH) Dyscyplina: Elektronika


Pomiary natężenia promieniowania fluorescencyjnego stanowią jedną z podstawowych metod diagnostycznych stosowanych w biomedycynie. Obecne rozwiązania bardzo czułych systemów do detekcji tego promieniowania oparte są na lampowym fotopowielaczu (PMT – ang. Photomultiplier Tube), który umożliwia rejestrację pojedynczych fotonów. Istotną wadą PMT są duże rozmiary, mała wytrzymałość mechaniczna, słaba odporność na wpływ pola magnetycznego i konieczność zasilania napięciem rzędu kV. Ze względu na te mankamenty nie można go wykorzystać do budowy przenośnych urządzeń pracujących w warunkach polowych. Od wielu lat obserwujemy również postęp w miniaturyzacji urządzeń analitycznych. Mając to na uwadze uzasadnione jest więc poszukiwanie alternatywnych rozwiązań układów detekcji optycznej.

Głównym elementem proponowanego rozwiązania jest krzemowy fotopowielacz (ang. Silicon Photomultiplier – SiPM) – detektor, który umożliwia wykrywanie pojedynczych fotonów przy wzmocnieniu porównywalnym z PMT. Konieczne jest zatem zbadanie możliwości pomiarowych tego detektora dla promieniowania emitowanego przez barwniki używane w biomedycynie. Szczególnie istotne jest to dla mikroskopijnych objętości badanych substancji.

Teza rozprawy:– Jako tezę niniejszej rozprawy doktorskiej autor przedstawia następujące twierdzenie:

Krzemowy fotopowielacz ze względu na swoje właściwości (detekcja pojedynczych fotonów, bardzo duże wzmocnienie) z powodzeniem może być wykorzystany do detekcji promieniowania fluorescencyjnego w układach mikroprzepływowych. Przy użyciu tego czujnika możliwa jest rejestracja fotonów generowanych przez roztwory o niskich stężeniach fluoroforów, przepływających przez kanały o średnicy przekroju setek mikrometrów.

Przedstawione w rozprawie wyniki badań potwierdzają tezę autora. Dogłębna analiza wielu czynników pozwoliła na uproszczenie procedur pomiarowych. Ponadto proponowane w niniejszej pracy połączenie technologii układów mikroprzepływowych z krzemowym fotopowielaczem może przynieść duże korzyści w przyszłości. Prototyp urządzenia wykonany w ramach pracy będzie zaadaptowany do pomiarów komórek znakowanych barwnikiem fluorescencyjnym. Dzięki temu powstanie miniaturowy, cieczowy mikrocytometr przepływowy, którego zaletami będą:

  • mobilność
  • mała objętość próbki potrzebna do badań
  • obniżenie kosztów produkcji oraz eksploatacji sprzętu
  • możliwość szybkiej analizy próbek w warunkach polowych


Ważniejsze publikacje dokotoranta (opcjonalnie):

  1. Ł. Mik, J. Stępień, M. Jastrząb, W. Kucewicz, M. Sapor - System for low intensity fluorescence light measurement based on silicon photomultiplier, ICSES’2010 Proceedings, 7-10 Sept. 2010, p.383-386
  2. R. Szczypiński, Ł. Mik, W. Kucewicz, et al. – Fluorescence detection in microfluidics systems, Electrical Review R. 88, nr 10b/2012, p. 88 – 91
  3. Ł. Mik, W. Kucewicz, J. Barszcz, M. Sapor, S. Głąb – Silicon Photomultiplier as fluorescence light detector, Elektronika: konstrukcje, technologie, zastosowania, vol. 52 nr 12 str. 61 – 65, 2011
  4. M. Baszczyk, P. Dorosz, S. Głąb, W. Kucewicz, Ł. Mik, M. Sapor – Silicon Photomultiplier's Gain Stabilization by Bias Correction for Compensation of the Temperature Fluctuations - Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment, Volume 718, 1 sierpnia 2013, str. 202–204
  5. M. Baszczyk, P. Dorosz, S. Głąb, W. Kucewicz, Ł. Mik – Reduction of silicon photomultipliers thermal generation in self-coincidence system applied in low level light measurements – Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences, vol. 62 no. 3, 2014, s. 505–510.
2015/mik/start.txt · ostatnio zmienione: 2015/01/26 13:25 przez Łukasz Mik