MSc témajavaslat

A jelölt feladata, hogy tekintse át a termoplasztikus polimerek megmunkálási technológiáinak alkalmazhatóságát mikrométeres felbontású mikrofluidikai szerkezetek kialakításához. Vizsgálja meg, hogy a már meglévő technológiákban hogyan alkalmazhatók a MEMS rendszerek mikrométeres felbontású eljárásaival előállítható szerszámok. Vizsgálja meg a kialakított szerkezetek laterális és vertikális felbontását, alakhűségét, jellemezze a szerszámok tartósságát. A lehetséges szóba jövő, optikailag is elfogadható tulajdonságokkal rendelkező anyagok: PC, COC, COP, PMMA... A szerszámok előállításához ismerje meg a mikromechanikai technológiák lehetőségeit, különös tekintettel a litográfiai technikákra. A vizsgálati módszerek közül biztonsággal és önállóan alkalmazza a SEM, illetve a felületi profilométeres technikákat. A jelölt legyen képes az angol nyelvű irodalom feldolgozására, illetve precíz és koncentrált laboratóriumi munkára félvezető tisztaságú térben.

Javasolt szakirányok: BME vegyészmérnök szak (anyagtudomány), gépészmérnök szak

A munkavégzés helye: MTA EK MFA (KFKI campus Csillebérc) és BME Polimertechnika Tanszék

Konzulensek: Dr. Fürjes Péter

Egyetemi konzulens: Dr. Kovács Norbert

BSc / MSc témajavaslat

Számos orvosbiológiai kutatás célja sejtpopulációk mesterséges kémiai környezetben tapasztalható viselkedésének vizsgálata. A mikrofluidikai rendszerek kifejezetten alkalmasak lehetnek a celluláris mikrokörnyezet valósághű reprodukálására, valamint a korlátozott, de reprezentatív méretű sejtpopulációk manipulálására, vizsgálatára.

A kutatás célja egy olyan in-vitro sejtvizsgáló mikrofluidikai cella fejlesztése, mely képes kémiai koncentráció gradiens (CGG) létrehozására, valamint sejtpopulációk kémiai attraktorokra adott alapvető viselkedési válaszainak vizsgálatára. A mikrofluidika cella optimális esetben integrálható a sejtpopuláció viselkedésének in-situ követésére alkalmas detektálási megoldással, amelynek egyik lehetséges módszere az ECIS (Electric Cell-substrate Impedance Sensing).

A hallgató feladata, hogy CGG cella működését és alkalmazhatóságát részletes kísérletekkel vizsgálja és igazolja, amely magában foglalja a kialakuló kémiai koncentráció-gradiens meghatározását, sejtes minta bejuttatási módszerének kidolgozását, illetve viselkedésük megfigyelését és azonosítását optikai módszerekkel. A cella továbbfejlesztéseként vizsgálja meg a megfelelő elektródahálózat és a mikrofluidikai rendszer integrálásának lehetőségeit, ECIS vizsgálatok kivitelezhetőségét szem előtt tartva. Tervezzen és valósítson meg egy működőképes rendszert mikromechanikai technológiák alkalmazásával.

A rendszer gyakorlati alkalmazásához sejtek viselkedésének in-situ vizsgálata szükséges a mesterségesen kialakított, szabályozott kémiai környezetben. Ennek megfelelően a diplomamunka keretein belül a hallgatónak meg kell ismerkednie a sejtek optikai és elektrokémiai vizsgálatának módszereivel, majd a szakirodalom és a kísérleti eredmények alapján javaslatot kell tennie a sejtválasz (pl. pusztulás, motilitás) detektálásának alkalmazható technikájára.

Javasolt szakirányok: BME vegyészmérnök szak (analitika, anyagtudomány), biomérnök szak, egészségügyi mérnök szak

A munkavégzés helye: MTA EK MFA (KFKI campus Csillebérc)

Konzulensek: Dr. Fürjes Péter

Egyetemi konzulens:

BSc / MSc témajavaslat

A mikrofluidikai rendszerek alkalmazásai között kiemelkedő jelentőségűek a bioanalitikai célú feladatok. Számos olyan problémával szembesülhetünk, ahol sejtek vagy ezekkel összemérhető részecskék tervezett mozgatása, manipulálása, kiválogatása, számlálása, illetve lokalizált vizsgálata a cél. Az egyedi sejtek kémiai és fizikai hatásokra adott válaszai célzottan vizsgálhatók a sejtmérettel összemérhető mikrokörnyezetben. Ilyen mikrokörnyezet kontrolált létrehozására ad lehetőséget a kétfázisú mikrofluidikai rendszerek alkalmazása, amelyek monodiszperz mikroemluziók generálásával képesek célzott méretű sejtcsapdák előállítására.

A hallgató feladata, hogy ismerkedjen meg a cseppes mikrofluidikai rendszerek alkalmazási lehetőségeivel, kiemelve azok sejtanalitikai alkalmazásait. Vizsgálja meg a korábban (a csoport által) fejlesztett csepp alapú mikrofluidikai rendszerek működését, és optimalizálja a részecskék és sejtek csapdázási folyamatát, a homogén sejteloszlást szem előtt tartva. Egészítse ki a mikrofluidikai rendszert oly módon, hogy az alkalmas legyen a csepp mikroreaktorokba történő reagensek bejuttatására, valamint a cseppek adott geometria szerinti rendezésére (későbbi automata sejtválogatás biztosítására).

Olyan jelentkezőket várunk, akik érdeklődnek a MEMS / BIOMEMS rendszerek tervezése, megvalósítási technológiája és karakterizációja iránt, ami mind az elméleti (főleg szimulációs), és mind a kísérleti (mikrofluidikai és elektromos méréstechnikai) módszerek ötvözését jelenti.

Javasolt szakirányok: BME vegyészmérnök szak (analitika, anyagtudomány), biomérnök szak, egészségügyi mérnök szak

A munkavégzés helye: MTA EK MFA (KFKI campus Csillebérc)

Konzulensek: Dr. Fürjes Péter

Egyetemi konzulens:

BSc / MSc témajavaslat

Az impedancia spektroszkópia a korszerű bioszenzorok jelkiértékelésének egyik alapvető eszköze. Az eljárás felhasználásával akár komplex sejtanalitikai vagy más részecske vizsgálati feladatokat (összetétel, méreteloszlás stb meghatározása) is elláthatunk. Ezen eszközök érzékenységét a mai mikrofluidikai/mikrotechnológiai eszköztár alkalmazása - az integráció által - még hatékonyabbá tudja tenni.

A munka célja olyan mikrofluidikai rendszerbe integrált (elektrokémiai) érzékelő mátrix tervezése, megvalósítása és vizsgálata, amely célzott méretű hidrodinamikai struktúrákban csapdázott sejtek lokalizált impedancia spektroszkópiai vizsgálatára alkalmas. A feladat magában foglalja a kialakított Lab-on-a-chip eszköz egyszerű sejtes modellrendszerrel történő validálását.

Olyan jelentkezőket várunk, akik érdeklődnek a MEMS / BIOMEMS rendszerek tervezése, megvalósítási technológiája és karakterizációja iránt, ami mind az elméleti (főleg szimulációs), és mind a kísérleti (mikrofluidikai és elektromos méréstechnikai) módszerek ötvözését jelenti.

Javasolt szakirányok: BME vegyészmérnök szak (analitika, anyagtudomány), biomérnök szak, egészségügyi mérnök szak

A munkavégzés helye: MTA EK MFA (KFKI campus Csillebérc)

Konzulensek: Dr. Fürjes Péter

Egyetemi konzulens:

MSc témajavaslat

A műtéti sebek gyógyulásának folyamatos monitorozása kritikus lehet az alkalmazott sebkötöző, sebfedő anyagok cseréje szempontjából (mennyi ideig maradhat fenn egy kötés biztonságosan), illetve annak eldöntésében is segíthet, hogy szükséges-e beavatkozni a gyógyulási folyamatba, pl. kialakulhat-e fertőzés a kötés alatt. A sebek állapotának monitorozása fontos lehet továbbá az otthoni lábadozás biztonságosabbá tételében, hogy a kezelő orvos akár folyamatos információhoz juthasson a beteg állapotáról hoszpitalizáció nélkül is.

Megfelelő fizikai/kémiai/biológiai paraméterek mérésével monitorozható a sebgyógyulás folyamata, illetve annak körülményei a kórházi ellátásból hazabocsátott betegek esetén is. A piacon megtalálható „intelligens” sebkötöző anyagokból mutat példát a következő ábra:

Célunk ennek megfelelően a sebkötöző anyagokban (tipikusan a sebbel nem érintkezve) elhelyezhető, vagy azokba integrálható multimodális szenzorrendszer megtervezése és kialakítása, amely alkalmas a sebkötöző anyag fizikai paramétereinek monitorozására.

Javasolt szakirányok: BME villamosmérnök szak, PPKE infobionikai mérnök szak

A munkavégzés helye: MTA EK MFA (KFKI campus Csillebérc)

Konzulensek: Dr. Földesy Péter, Dr. Fürjes Péter

Egyetemi konzulens:

MSc témajavaslat

Egyedi sejtek, vagy biológiai mintákban található biomarker molekulák nagyérzékenységű vizsgálata, illetve kimutatása az orvosi diagnosztika alapvető eszköze betegségek felderítése során. A felületerősített Raman-spektroszkópia alkalmazása ezeken a területeken is reményteljes. Célunk, hogy megfelelő felületi szerkezettel rendelkező szubsztrátok alkalmazásával egyedi sejtek csapdázására, vizsgálatára alkalmas módszert fejlesszünk, amely mikrofluidikai rendszerrel integrálva nagy áteresztőképességű sejtanalitikai megoldást adhat az orvosi diagnosztika eszköztárához.

A diplomamunka célja, olyan Si alapú, jellemző felületi szerkezettel rendelkező mikroarray tervezése és létrehozása, amely lehetővé teszi a felületen lokalizált egyedi sejtek egyidejű Raman-spektroszkópiás és optikai (fluoreszcens) vizsgálatát. A specifikus alkalmazás miatt kiemelt fontossággal bír a szerkezetnek mikrofluidikai rendszerbe történő integrálása. Ennek keretében a hallgató ismerkedjen meg az Raman spektroszkópia alapjaival, kiemelve a felületerősített Raman-spektroszkópia (SERS) sejtanalitikai alkalmazásait. Tekintse át a mikroarray, illetve a befoglaló mikrofluidikai rendszer előállításához kapcsolódó mikrotechnológiai lehetőségeket, és adjon javaslatot az eszköz előállítására alkalmas technológiára. Az eszköz megvalósítását követően dolgozza ki annak funkcionális validációjához szükséges kísérleti protokolt, és végezzen demonstrációs méréseket modell sejtek alkalmazásával.

Javasolt szakirányok: BME vegyészmérnök szak (analitika, anyagtudomány), biomérnök szak, egészségügyi mérnök szak, fizikus szak

A munkavégzés helye: MTA EK MFA (KFKI campus Csillebérc)

Konzulensek: Dr. Bálint-Hakkel Orsolya, Dr. Fürjes Péter

Egyetemi konzulens: Dr. Bonyár Attila (BME ETT)

BSc / MSc témajavaslat

Dielektrikummal határolt, légköri nyomáson létrehozott, ún. DBD (Dielectric-Barrier-Discharge) kisüléssel aktivált plazmát számos területen alkalmaznak, mint például CO2 lézerek, excimer lámpák, plazma kijelzők esetén, de ózon előállítására, víz szennyezettségének monitorozására, vagy helyi felületkezelésre is. Ezen eszközök működési elvét széles körűen vizsgálták, hogy alkalmazhatóvá tegyék őket analitikai célokra is. Előnye az egyszerű, rugalmasan változtatható és kisméretű geometria, az alacsony energiafogyasztás, a pontosan tervezhető funkcionális paraméterek és az integrálhatóság mikroanalitikai rendszerekkel.

A munka közvetlen célja, hogy a mikro-plazmát Lab-on-a-Chip rendszerekben alkalmazzuk helyi felületkezelésre és lokalizált molekuláris gerjesztésre. Ennek érdekében mikro-plazma forrás mikromegmunkálási technológiákon alapuló kialakítását tervezzük, síkban elhelyezett elektróda rendszerrel és kompakt mikrofluidikai és reaktor kamrákkal integrálva. Vizsgáljuk a miniatürizált, légköri nyomású DBD plazmaforrás működési paraméterit és a lejátszódó fizikai folyamatokat.

A diplomamunka célja, hogy a hallgató tervezzen és valósítson meg, egy mikrofluidikai rendszerbe integrálható DBD plazma forrást, és vizsgálja meg ennek funkcionális paramétereit és alkalmazási lehetőségeit. Ennek érdekében tekintse át az irodalomban fellelhető szerkezetek felépítését és működési paramétereit, valamint alkalmazási lehetőségeit az analitikai területekre koncentrálva. Ezek alapján tervezzen egy kivitelezhető tesztstruktúrát és gondolja át annak technológiai megvalósíthatóságát. Vizsgálja meg a mikromechanikai rendszerekben alkalmazható anyagkönyvtárat, és válasszon megfelelő szigetelő rétegeket az eszköz megfelelő elektromos stabilitásának biztosítása érdekében. Demonstrálja a megvalósított eszköz működőképességét és időbeni stabilitását.

Javasolt szakirányok: BME vegyészmérnök szak (analitika, anyagtudomány), villamosmérnök szak, fizikus szak

A munkavégzés helye: MTA EK MFA (KFKI campus Csillebérc)

Konzulensek: Dr. Szabó Zoltán, Dr. Fürjes Péter

Egyetemi konzulens: