Applicazione optofluidica di uno spettrofotometro integrato in niobato di litio per misure di pH

Il presente lavoro di tesi si inserisce in un progetto più ampio che mira a combinare le proprietà ottiche e la versatilità dei cristalli di niobato di litio con la tecnologia microfluidica che sfrutta l'utilizzo di gocce al fine di realizzare un dispositivo optofluidico interamente integrato in niobato di litio. È stato sviluppato una piattaforma opto-microfluidica, composta da guide d’onda attraversate da un circuito microfluidico per generare gocce, reallizando così un dispositivo spettrofotometrico, in grado di monitorare il viraggio del pH di soluzioni chimiche a seconda della loro composizione. Si è studiata una tecnica per sfruttare questa piattaforma per misurare il pH di soluzioni chimiche. A tal fine si sono realizzate misure di trasmittanza di una radiazione laser utilizzando il dispositivo e sfruttando la legge di Lambert-Beer. Si è adottato un protocollo di misura che prevede l'analisi delle soluzioni per step successivi: la misura degli spettri di assorbimento, la misura di trasmittanza con l'utilizzo del chip integrato facendo fluire in modo continuo all'interno del canale le soluzioni e infine la misura della trasmittanza in chip iniettandovi le soluzioni in forma di goccia. Si sono testati due diversi indicatori di pH che andavano a variare il coefficiente di assorbimento di soluzioni a diversa basicità. Per entrambi si è realizzato un set di soluzioni studiandone gli spettri di assorbimento nel visibile e successivamente la trasmittanza in forma di goccia nel dispositivo. Si sono superate le problematiche riscontrate dovute al rumore di fondo e al deterioramento dell’indicatore con successo. I risultati finali hanno dimostrato che è possibile osservare il viraggio di segnale delle diverse soluzioni in forma di goccia validando l’applicabilità del dispositivo optofluidico.