Mikrorendszerek

Mikrorendszerek Laboratórium

Laborvezető: Dr. Fürjes Péter furjes.peter @ ek.hun-ren.hu,  +36 1 392-2222/3887

Weboldal:   biomems.hu, mems.hu

A Stratégiai Kutatási Infrastruktúra hozzáférési szabályzata

A Mikrorendszerek Laboratóriumban folyó kutatások célja szilícium mikro- és nanotechnológiai eljárásokkal megvalósítható szenzor-rendszerek fejlesztése, ami magában foglalja a szenzorelvek, a technológiai lehetőségek és anyagrendszerek kutatását és fejlesztését. Laboratóriumunk infrastruktúráját tekintve egyedülálló hazai viszonylatban, az összetett technológiai sor fenntartása mellett erőfeszítéseket teszünk a hiányzó technológiai lépések eszközeinek (pl. PECVD, Cl alapú DRIE) beszerzésére is. Ipari partnerekkel együttműködve veszünk részt orvostechnikai és környezet analitikai kutatási / fejlesztési projektekben, ami lehetővé teszi a magasabb technológiai készültségi szintek elérését is (TRL2 → TRL6). Az eredmények közvetlenül bekerülnek a felsőfokú oktatásba, előadásokon, TDK, diploma és PhD munkákon keresztül.

A gyógyászat, a farmakológia és az elektronika határterületén fejlődő innovatív technológiák hatalmas előrelépést jelentenek az ipar és a társadalom számára is a jobb, hatékonyabb és megfizethetőbb egészségügy irányába. A mikro- és nanoelektromechanikai (MEMS, NEMS) rendszerek alkalmazása lehetővé teszi az analitikai rendszerek miniatürizálását, illetve különböző érzékelési, kiolvasási, beavatkozási, illetve mintapreparációs funkciók integrálását is.

1. Lab-on-a-Chip (LoC): Autonóm mikrofluidikai rendszereket tervezünk PoC diagnosztikai és sejtvizsgálati platformok számára. Ipari szintű polimer gyártástechnológiát és ehhez szükséges mikrostrukturált szerszámokat fejlesztünk a mikrofluidikai rendszerek előállításához. (Együttműködés a 77 Elektronika Kft-vel. megbízás) Vizsgáljuk a folytonos mikro- és nanofluidikai, illetve digitális mikrofluidikai rendszerekben lejátszódó, sejtmanipulációt és kémiai / biokémiai reakciókat befolyásoló hidrodinamikai folyamatokat. (TKP2021-EGA-04 INBIOM projekt keretében)
2. Organ-on-Chip (OoC): Mesterséges kémiai környezetben fenntartott sejtpopulációk élettani viselkedésének (elektrokémiai impedancia spektroszkópián alapuló) folyamatos monitorozására alkalmas mikrofluidikai rendszereket fejlesztünk. Vizsgáljuk a kemoterápiás és egyéb gyógyszerhatóanyagok optikai kimutatására alkalmas, Point-of-Care módon alkalmazható módszereket, személyre szabott gyógyszerterápia támogatását célozva. Demonstráljuk a fejlesztett mikrofluidikai mintakezelésen alapuló módszer alkalmazhatóságát terápiás hatóanyag monitorozásra állatmodelleken, illetve OoC rendszerekben. (MSCA POC-TDM & CHIPS UNLOOC projektek keretében)
3. MEMS, BioMEMS: Speciális MEMS erőmérő eszközeinket integráljuk patológiai vonatkozású szövetmechanikai mérésekre alkalmas mérőműszerbe és laparoszkópiás eszközbe. Demonstráljuk a mesterséges intelligenciával támogatott biomechanikai szövetanalízis jelentőségét a sebészeti gyakorlatban (Uzsoki Kórházzal együttműködésben).
4. Optikai (Raman, közeli infravörös és fluoreszcens) spektroszkópia: Integrálható optikai mérési módszereket fejlesztünk molekulaanalitikai (pl. gyógyszerhatóanyag) célokra. (TKP2021-EGA-04 INBIOM, CHIPS UNLOOC projektek keretében)
5. Szilárdtest és optikai gázérzékelők: Nagy érzékenységű mikroméretű, hőmérsékletstabilizált fűtőtest technológián alapuló, nanoszemcsés érzékelő rétegeket alkalmazó katalitikus, illetve nem-diszperzív (NDIR) optikai gázszenzorokat fejlesztünk. Vizsgáljuk a fejlesztett mikrofűtőtest és a széles sávú infravörös LED eszközök folytonos spektrumú mikro infravörös forrásként való alkalmazásának lehetőségeit. (TKP2021-NVA-03, CHIPS UNLOOC projektek keretében)

A tervezett alkalmazások kis darabszámú, nagy hozzáadott értékkel rendelkező eszközök fejlesztését igénylik, a vázolt stratégia illeszkedik mind az európai, mind a hazai Nemzeti Intelligens Szakosodási Stratégia (S3 – National Smart Specialisation Strategy) irányelveibe.

Az utóbbi 5 év legfontosabb publikációi:

• Bányai, E. Farkas, H. Jankovics, I. Székács, E. L. Tóth, F. Vonderviszt, R. Horváth, M. Varga, P. Fürjes, Dean-Flow Affected Lateral Focusing and Separation of Particles and Cells in Periodically Inhomogeneous Microfluidic Channels, SENSORS 23 (2) 800, 2023
• Radó, R. Dekker; M. C. Louwerse, V. A. Henneken, M. Peters, P. Fürjes, Cs. Dücső, Force Sensor Chip With High Lateral Resolution for Artificial Skin and Surgical Applications, IEEE Sensors Journal, 22 (19) pp. 18359 – 18365, 2022
• Bíró, A. Deák, I. Bársony, N. Samotev; Cs. Dücső, An analytical method to design annular microfilaments with uniform temperature, MICROSYSTEM TECHNOLOGIES (0946-7076 1432-1858): 28 (11) pp 2511-2528 (2022)
• Rigó, M. Veres, T. Váczi, E. Holczer, O. Hakkel, A. Deák, P. Fürjes, Preparation and Characterization of Perforated SERS Active Array for Particle Trapping and Sensitive Molecular Analysis, BIOSENSORS 9 3, pp. 93-91, 2019 –
• Fürjes, Controlled focused ion beam milling of composite solid state nanopore arrays for molecule sensing, MICROMACHINES 10 (11) 774, 2019
• [IP] Bíró Ferenc, Deák András, Dücső Csaba, Hajnal Zoltán, Egyenletes felületi hőmérsékletet biztosító mikro-fűtőtest, használati mintaoltalom, lajtsromszám 5279, U2000150, 2020, Magyarország