Bioapplications of integrated MEMS catheter tracking system for MRI and split ring resonator based glucose sensor
MRG için MEMS tümleşik kateter takip sistemi ve yarık halka çınlayıcı temelli glukoz sensörü biyouygulamaları
- Tez No: 409248
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ARDA DENİZ YALÇINKAYA
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Bilim ve Teknoloji, Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Biyoteknoloji, Science and Technology, Electrical and Electronics Engineering, Biotechnology
- Anahtar Kelimeler: Biyosensörler, Elektrodepozisyon, Kan glükozu, Mikroelektromekanik sistemler, Optoelektronik, Optoelektronik sistemler, Biosensors, Electrodeposition, Blood glucose, Microelectromechanical systems, Optoelectronic, Optoelectronic systems
- Yıl: 2015
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu calışma iki rezonatör biyouygulamasının tasarım, uygulama ve karakterizasyonundan oluşmaktadır. Tezin birinci kısım manyetik rezonans görüntüleme (MRG)'de kateter takibi için kullanılacak olan iki farklı jenerasyonda nikel elektrokaplı mikroelektromekanik sistem (MEMS) rezonatörlerin üretimi ve karakterizasyonu hakkındadır. MRG insan sağlığı açısından güvenli olması ve yüksek kontrastı sebebiyle tıpta çokça kullanılan bir görüntüleme tekniğidir. MRG içerisinde kateter ucunu takip etmenin çeşitli yöntemleri vardır; ancak bu yöntemlerin coğu güç ve veri iletimi için ısınmaya yol açan elektriksel ara bağlantılar kullanmaktadır. Bu ısınma problemini optik güç iletimi ve optik data okunmasını mümkün kılan yeni sistemle aşmak mümkündür. Bu sistemde, bir bütünleyici metal oksit yarıiletken tümleşik çipe (CMOS IC) entegre edilen MEMS cihazlar lazer Doppler titreşim ölçeri (LDV) ile optik data okumayı mümkün kılmaktadır. MEMS rezonatör nesillerinin ikisi de düşük yapısal gerilim sağlayan elektrokaplama ile üretilmişti. Tezin ikinci kısmında biyosensör alanına görece yeni olan yarık halka çınlayıcılar (YHÇ) çalışıldı. 2 GHz rezonans frekansına eşlenmiş YHÇ yapıları modellendi, üretildi, karakterize edildi ve ardından glucose algılamada kullanıldı. Glukozun glukoz oksidaz (GOx) enzimi ile reaksiyonunun çözelti örneğinin elektromanyetik özelliklerini değiştirir. Bu özellikten faydalanarak reaksiyon süresinin, örneğin yoğunluğunun, pozisyonunun ve hacminin YHÇ'nin rezonans karakteristikleri üzerindeki etkisi çalışıldı.
Özet (Çeviri)
This thesis mainly consists of design, implementation and characterization of two different types of resonators for bioapplications. The first part of the thesis is about the fabrication and characterization of two generations of nickel electroplated microelectromechanical systems (MEMS) devices which will be used for catheter tracking in magnetic resonance imaging (MRI). MRI is an imaging technique which is widely used in medicine thanks to its high contrast and its being safe for human health. There are several techniques to track a catheter tip inside the MRI, most of them utilizing electrical interconnects for data readout and power transmission which in turn causes heating of the catheter tip. The heating problem can be overcome by devising an innovative system which uses optical power transmission and optical data readout. In this system, MEMS devices integrated to a complementary metal oxide semiconductor integrated circuit (CMOS IC) enable optical data readout via laser Doppler vibrometry (LDV). Both generations of MEMS resonators are fabricated by nickel electroplating which provides low stress devices. The second part of this thesis focuses on a bioapplication of split ring resonators (SRR) which are comparatively new to the biosensor field. The SRRs matched to 2 GHz resonant frequency will be modeled, fabricated, characterized and then they are used in glucose sensing. The reaction of glucose with glucose oxidase (GOx) enzyme changes the electromagnetic characteristics of the solution sample. Exploiting this property, the effect of reaction time, concentration, position, and volume of the sample on the resonance characteristics of the SRR was studied.
Benzer Tezler
- MEMS ile entegre mikro ısıtıcı ve IDE mikro sistemlerin fabrikasyonu ve nano kompozit yarı iletken gaz sensör uygulaması
Fabrication of integrated micro heater and ide micro systems with MEMS and application of nano composite semiconductor GAS sensor
HALİME İLBEYİİLİNGİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiFizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ BERNA MOROVA
DOÇ. DR. CİHAT TAŞALTIN
- Design simualtion and analysis of piezoresistive microcantilever for biosensing applications
Biyolojik tespit uygulamaları için piezoresistive mikrokantilever tasarım, simülasyon ve analizi
AMAL AHMED
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Biyomühendislikİstanbul Teknik ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. LEVENT TRABZON
- Novel wireless RF-biomems implant sensors of metamaterials
Metamalzeme özgün kablosuz RF-biyomems implant sensörler
ROHAT MELİK
Doktora
İngilizce
2010
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HİLMİ VOLKAN DEMİR
- Valorisation of whey components via enzymatic ceramic membranes for biopolymer synthesis and bio-based nanofiber membrane fabrication
Enzimatik seramik membranlar ile peynir altı suyu bileşenlerinin biyopolimer sentezi ve biyo-nanolif membran üretimi için değere dönüştürülmesi
SAMA ALI QAHTAN AL-MUTWALLI
Doktora
İngilizce
2025
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. DERYA YÜKSEL İMER
PROF. DR. FRANK LİPNİZKİ
- Grafit dolgulu biyo-esaslı poliüretan membranların sentezi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of graphite-filled bio-based polyurethane membranes
SEDA DEMİR
Doktora
Türkçe
2026
Mühendislik Bilimleriİstanbul Üniversitesi-CerrahpaşaBiyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YASİN ÖZÇELEP
PROF. DR. GÖKHAN ÇAYLI