proces - Teknik og Viden

14oktober/november 2007Mikromekanik afslører bakterierIndfangning af bakterierHele bakterier eller dele afbakterier kan fanges direktepå mikrobjælken. Hvisman for eksempel beklæderbjælken med antistofmod E. coli, vil bjælkenspecifikt binde E. coli ellerdele af et E. coli bakterie.Følgelig vil bjælken udelukkendegive et elektriskudslag, hvis der er E. colibakterier i den undersøgtemadprøve.Bioproben benyttes nutil at detektere en enkelttype bakterier, men i fremtidentænkes bioprobenudvidet til at indeholde enhel række af bjælker belagtmed forskellige antistoffer.Hermed vil det være muligtat undersøge samtidigtfor en lang række forskelligebakterier.Mikroskopiske siliciumbjælker kan benyttes til hurtigtog effektivt at detektere bakterier i fødevarer. Metodenkan benyttes til at flytte fødevarekontrollen tætterepå fødevareproducenten, således at en eventuelforurening opdages så tidligt som muligt.Hvis påvisning af bakterieri fødevarer kan udføres billigtog hurtigt, vil det væremuligt for den enkeltelandmand, slagter eller sågarforbruger at undersøgefødevarernes kvalitet. Hvistesten udføres tæt på produktionsleddet,vil det væremuligt hurtigt at opdageen eventuel forringet fødevarekvalitet,og dermedkan produktionsomkostningerneog risikoen for inficeredefødevarer mindskesbetydeligt.Som forbruger kunneman forestille sig, at manhavde mulighed for selvderhjemme på køkkenbordetat undersøge råvarersåvel som færdiglavede retterfor velkendte bakterierså som E. coli og Salmonella.Mulighederne er mange,hvis blot der eksisterer ensimpel, hurtig og følsommetode til registrering afbakterier.Bøjelige bjælkerPå Mikroelektronik Centretarbejdes der med atudvikle et lillebitte mekaniskog elektrisk apparat –en såkaldt bioprobe – derhurtigt kan detektere tilstedeværelsenaf selv småmængder af specifikke biomolekyler.Princippet er, atden væske, der skal undersøges,føres forbi to mikrobjælkerfremstillet i silicium.På hver mikrobjælkesidder der en modstand,som har piezo-resistiveegenskaber. Det vil sige, atmodstanden ændrer sinværdi, når bjælken bøjer.Den ene mikrobjælke –reference-bjælken – er heltren og bruges til at eliminerestøj, der kankomme fra bevægelseri væskenog fratemperaturændringer.Den andenbjælke dækkes med et detektorlag,der kan binde ligenetop det molekyle,man er interesseret i at måletilstedeværelsen af. Nårmolekyler fanges på bjælkensoverflade, vil bjælkenbegynde at bøje, fordi demekaniske spændinger påbjælkens overflade ændres.Hvis de bundne molekylerfor eksempel har en tendenstil at tiltrække hinanden,vil molekyllaget trækkesig sammen og få bjælkentil at bøje opad.Scanning elektron mikroskop-billede af to mikrobjælkerætset ud i silicium. Den ene bjælke benyttestil at registrere specifikke molekyler, men denanden er en reference-bjælke, der benyttes til atreducere baggrundsstøjen i systemet.Væsken med DNA eller bakterier føres forbi de to mikrobjælker.På bjælkerne måles en modstandsændring, hvis molekyler bindesog dermed får bjælken til at bøje.Småt er godtBjælkerne kan lige anesmed det blotte øje. Bjælkerneer 200 µm lange, 40µm brede og 1 µm tykke.Til sammenligning har ethår en diameter på ca. 80µm. Den beskedne størrelsegør bjælkerne megeteftergivelige, samtidig medat de har en høj resonansfrekvens,hvilket gør demmindre følsomme overforstøj.De nuværende bjælkerkan detektere udbøjningerpå under en nanometer,hvilket er en milliontedelaf en millimeter. Bjælkernesringe størrelse gør detdesuden muligt at fremstilleet komplet apparat medvæskehåndtering og elektriskudlæsning på blot etpar cm2. Så måleenhedenkan gøres kompakt og nemat håndtere, og den vil derforvære velegnet til ’pointof care’–analyser.Det er meget vanskeligtat fremstille mekaniskestrukturer med µm-dimensionerog med integreretelektronik ved brug af finmekanik.I stedet benyttessåkaldte fotolitografiskemetoder, hvor bjælkernefremstilles ved at ætse 3-dimensionelt i en tynd siliciumplade.Fremstillingener forholdsvis simpel, ogden er yderst velegnet tilmasseproduktion. Derforkan det også tænkes, at bioprobenpå sigt bliver så billigat fremstille, at den kunbruges én gang, hvorefterden kasseres.DNA genkendelseBjælkerne kan også benyttestil at genkende DNA.Et DNA molekyle består afto strenge, som hver isærbestår af en lang rækkekombinationer af fire forskelligekemiske baser. Basernepå de to forskelligestrenge parrer med hinandenpå en ganske bestemtmåde, så strengene hængersammen.En enkelt streng afDNA fra E-coli kan placerespå den ene mikrobjælke.En fødevareprøve kanforholdsvis hurtigt bearbejdes,således at bakteriernesDNA udskilles og spaltesi enkeltstrenget DNA.Herefter sendes den bearbejdedefødevareprøve forbibjælkerne, der vil reagere,hvis bjælkens enkeltstrengedeDNA passer perfekttil enkeltstrengetDNA i væsken. Hvis dettesker, kan man med stor sikkerhedkonkludere, at derer E. coli til stede i fødevaren.Kun fantasiensætter grænsenDer er mange andre anvendelsesmulighederend deher skitserede. For eksempelkan detektionen afDNA også benyttes indenfor diagnostik til detektionaf bestemte genspecifikkesygdomme. Det vil sigesygdomme, som man ved,at man kan være arveligtdisponeret for. hassel.Ethernet kontrolpanel med5,7-tommers displayBeckhoffs nye kontrolpanel med 5,7-tommers displayer udstyret med en indbygget PC med Intel-IXP420-processor samt et stort antal interfaces, og er derforegnet til såvel industrielle applikationer som bygningsautomatisering.DISPLAY. Med 5,7-tommersdisplayet, der også fåssom touchscreen, får deneksisterende CP66xx-serieen meget kompakt model,og det betyder, at der kanvælges mellem display varianterpå hhv. 5,7; 6,5; 12;15 og 19 tommer. Kernen iCP6608 består af et Beckhoffmotherboard med Intel-IXP420-processormedXScale-teknologi og 266MHz. CP6608 er desudensom standard udstyret med32 MB on-board-flash og128 MB on-board-RAM.De eksterne interfacesbestår af to Ethernet portemed 10/100BASE-T, tohurtige USB-2.0 forbindelsersamt en serielRS232 forbindelse (standard),og operativsystemetsvarer til CE.Ethernet kontrolpanelet CP6608 er udstyret med en indbygget PC,hvilket gør det meget alsidigt i brug i forbindelse med industrielautomatisering. Panelet kan enten benyttes som rent touchscreenpanel eller som PC-styring.Selvstændig PC ellerterminalklientEthernet kontrolpaneletkan enten benyttes somselvstændig PC eller somterminalklient for en Microsoft-Windowsterminalserver. I kombination medautomatiseringssoftwarenTwinCAT fungerer CP6608 som en kompakt lillestyring inden for maskinogprocesanlæg. Samtidigtkan den med held benyttessom bygnings- eller rumstyringi industribygninger,hoteller, kontorbygningerog private boliger.IndbygningskontrolpaneletCP6608 med aluminiumsfronter på frontenudført med kapsling IP 65og på bagsiden med IP 20.Foruden den seriemæssigefarve leveres frontfolienogså i alle standard RALfarver.Endnu større fleksibilitetEn ledig mini PCI-slot sørgerfor endnu større fleksibilitet,og desuden er derfeltbuskort til PROFIBUS,CANopen, DeviceNet ogSERCOS interface samt entredje Ethernet port og etekstra serielt interface. Alternativtkan mini PCI´enogså benyttes til lagerkortmed NOVRAM til sikkeropbevaring af data. Brugerenkan her vælge mellemkort med hhv. 128, 256 eller512 kByte NOVRAM.Yderligere oplysninger på:www.beckhoff.dkjsj