Рассмотрены физическая и математическая модели оптоэлектронного интерфейса (ОЭИ) ОХ-сенсора. Получены геометрические параметры оптического волноведущего клина и проведена оценка возможности его использования в качестве устройства согласования ОХ-сенсора с оптоволокном с малыми потерями. Проведенные исследования применены к вопросу выявления параметров и процессов, относящихся к созданию ОЭИ ОХ-сенсора повышенной эффективности для анализа различных объектов.

Досліджено фізичні процеси, що відбуваються у багатофункціональних електрохемілюмінесцентних елементах (ЕХЛ), призначених для хімічного аналізу та генерації когерентного та некогерентного оптичного випромінювання, з робочими електродами, модифікованими штучно організованими молекулярними плівками, одержаними за методом Ленгмюра - Блоджетт (ЛБ), з вбудованими молекулами органічних люмінофорів. Проаналізовано фізичні процеси, що відбуваються в ЕХЛ з модифікованим робочим електродом. З використанням розроблених математичних моделей проведено розрахунки основних фізичних процесів, що впливають на роботу ЕХЛ-елемента з модифікованим робочим електродом, який може бути застосований як джерело некогерентного оптичного випромінювання або як сенсор на окремі хімічні сполуки. Розроблено багатошарову структуру робочого електрода ЕХЛ-елемента, що має хвилеводні властивості та може застосуватись для генерації когерентного оптичного випромінювання. Проведено теоретичне дослідження параметрів і умов генерації. Досліджено електрохімічні та ЕХЛ-властивості елементів з електродами, модифікованими мультишаровими впорядкованими плівками ЛБ органічних люмінофорів.

Наведено характеристики та сферу застосування розробленого сучасного аналітичного приладу ЕЛАН-3d для електрохемілюмінесцентного детектування молекулярних маркерів. Він заповнює прогалину недорогого електрохемілюмінесцентного обладнання. ЕЛАН-3d призначений для досліджень в галузі розробки нових електрохемілюмінесцентних (ЕХЛ) маркерів, сенсорів та методів детектування та містить низку оригінальних технічних рішень. Досліджено відповідний програмно-апаратний комплекс, що повністю забезпечує проведення ЕХЛ досліджень рідких об'єктів на наявність в них ЕХЛ маркерів.

Рассмотрены вопросы локализации энергии возбуждения при бирадикальной рекомбинации в оптохемотронном излучателе с рабочим электродом, на поверхность которого методом Ленгмюра-Блоджетт нанесен слой молекул электрохемилюминофора.

Рассмотрена возможность сенсибилизации электрогенерированной хемилюминесценции полупроводниковыми квантовыми точками с целью повышения чувствительности детектирования веществ в растворах. На примере определения аминокислоты триптофана показано, что сенсибилизация электрохемилюминесцентного сигнала квантовыми точками CdSe/ZnS позволяет повысить чувствительность анализа на три порядка.

Рассмотрены основные принципы метода фотодинамической терапии с использованием полупроводниковых квантово-размерных структур в качестве фотосенсибилизаторов. Приведены результаты исследований полупроводниковых квантовых точек как потенциальных фотосенсибилизаторов.

Рассмотрено математическое моделирование процессов в объеме электрохемилюминесцентного сенсора с рабочим электродом, модифицированным тонкими функциональными пленками. Получена динамика изменения концентрации реагентов в объеме ячейки сенсора, установлено влияние межэлектродного расстояния на кинетику переходных процессов в отклике сенсора. Результаты численного моделирования позволяют проводить многофакторную оптимизацию конструкции подобного типа аналитических устройств.

Проведено исследование электрохимических свойств наноструктурных алмазных электродов, легированных азотом, которые получены методом газофазного химического синтеза на молибденовых подложках. Показано существенное влияние состава газовой смеси и температуры подложки при осаждении покрытий на морфологию, электрические и электрохимические свойства электродов. Лучшие образцы алмазных электродов имеют ряд преимуществ над электродами из традиционных материалов для электрохимического анализа в водных средах.

Досліджено явище електрогенерованої хемілюмінесценції на модифікованих електродах. Мета – розроблення наукових основ створення, керування роботою та проведення аналізу з використанням сенсорів на основі явища електрогенерованої хемілюмінесценції на функціонально модифікованих електродах. Застосовано методи: електрохемілюмінесцентні та електрохімічні дослідження (циклічна вольтамперометрія, обертовий дисковий електрод, імпульсна вольтамперометрія); оптична спектроскопія; метод "спін-коутингу" та Ленгмюра-Блоджетт; чисельне розв’язання рівнянь математичної фізики та кінетичних рівнянь; математична статистика. Результати – електрохімічні та ЕХЛ властивості електродів, модифікованих легованими азотом алмазоподібними плівками; фізико-хімічна модель процесу збудження ЕХЛ у плівках з молекулами люмінофорів зі співреагентом тетрафенілборат іоном; методика сенсибілізації емісії ЕХЛ напівпровідниковими квантовими точками CdSe у системах з низькоефективними емітерами; властивості багатокольорової ЕХЛ від кількох водонерозчинних люмінофорів, інкорпорованих у полімерні плівки на електроді; математичні моделі процесів переносу речовини та заряду в тонкошаровому ЕХЛ сенсорі з модифікованим робочим електродом; визначено вплив кінетичних параметрів сигналу електролізу та наявність властивостей напівпроникної полімерної плівки на електроді на ефективність генерації сигналу ЕХЛ в аналітичній системі амінокислота триптофан – співреагент тетрафенілборат іон.

Досліджено можливість використання скловуглецевих електродів, модифікованих лазер-індукованими періодичними поверхневими структурами, для проведення електрохімічних та електрохемілюмінесцентних досліджень та створення відповідних аналітичних систем. Модифікація поверхні електродів проводилась за допомогою фемтосекундного лазеру. Морфологію поверхні модифікованих електродів досліджено методом атомно-силової мікроскопії, що показала стабільне утворення періодичних поверхневих структур. Електрохемілюмінесцентні дослідження показали можливість ефективного застосування модифікованих електродів для створення відповідних аналітичних систем.