Porous Silicon -an enzyme coupling matrix for micromachined reactors

Sammanfattning: Popular Abstract in Swedish Avhandlingen beskriver forskningen kring miniatyriserade enzymreaktorer - nyckelkomponenter i system för diabetsövervakning. Målet är att systemet kontinuerligt och under flera dagar skall kunna mäta glukosstatus hos bäraren. Provtagningstekniken för systemet är mikrodialys; en prob instucken i bukfettvävnaden ger ett prov som innehåller glukos. Analysen av detta prov sker i en "mikrofabrik" tillverkad i kisel. För att öka effekten i "fabriken" har poröst kisel utnyttjats. Det porösa ytskiktet ger en ytförstorande effekt vilket leder till en långtidsstabil sensor. Med hjälp av mikrostruktureringsteknik, eller mikromekanik, är det möjligt att skapa strukturer i mikrometerskala. Dessa strukturer kan byggas samman till små fabriker, där t ex biokemisk analys kan utföras. Vinsten med att miniatyrisera är i detta fall de små provvolymerna och därmed den låga åtgången av analyter. Detta passar utmärkt samman med kraven som ställs av ett mätsystem som kopplas till mikrodialys och således för en användning inom bärbar diabeteskontroll. Analysmetoden i "fabriken", eller reaktorn, bygger på att ett enzym bryter ned glukos och under denna process förbrukas syre. Genom att mäta syrgasförbrukningen kan glukoskoncentrationen i provet fastställas. Yven om enzymet endast är en katalysator till glukosnedbrytningen, förbrukas en viss del av enzymet. För att uppnå målet med en långtidsstabil sensor trots förlusten av enzym måste därför ett överskott av enzym vara tillgängligt i reaktorn. Avhandlingen visar att poröst kisel är ett mycket lämpligt material att binda enzymer vid. Genom att använda poröst kisel i en miniatyriserad enzymreaktor ökar effektiviteten minst en faktor 170 jämfört med en liknande reaktor utan poröst kisel. Avhandlingen visar också hur det porösa kislets morfologi och djupet av det porösa skiktet påverkar reaktorns effektivitet. Tillverkningsprocessen för att framställa poröst kisel kan kombineras med andra mikrostruktureringstekniker varför det nu är möjligt att tillverka en helt integrerad högeffektiv mikroenzymreaktor på ett enda kiselchips. Alltså en hel kemisk mikrofabrik stor som ett frimärke med möjlighet att ge information om glukosstatus.