Portable devices for In-Vitro characterization based on ultrasound
Ultrason tabanlı In-Vitro karakterizasyonu için taşınabilir cihazlar
- Tez No: 409948
- Danışmanlar: Assoc. Prof. Dr. GÖKSEN GÖKSENİN YARALIOĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2015
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Özyeğin Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 74
Özet
Bu projede taşınabilir kartuş tabanlı lab-on-a-chip platformu öneriliyor. Ve bu platformun ana algılama mekanizması yüksek frekanslı akustik dalgalar ile çalışmaktadır. Biyolojik ölçümler için iki farklı transdüserin uygulanabilirliği incelenmiştir. Kan pıhtılaşma zamanı ölçümleri için ise çinkooksit (ZnO) tabanlı piezoelektrik transdüserler kullanılmıştır. Yöntem olarak kan ile dolu olan bir mikroakışkan kanaldan akustik yansımaların genliğinin ölçülmesi kullanımıştır. Mikroakışkan kanal hacmi 1 mikro-litre gibi düşük bir değer olabilir. Düşük maliyetli tek kullanımlık cam kartuş ise ölçümlerin yapılması için tasarlanmıştır. Kartuş iki cam alt tabakadan ve kanalın bulunduğu bir çift taraflı şerit tabakadan oluşur. Cam alt tabakalarından biri kartuşun dış yüzeyi üzerinde elektrik bağlantıları da sağlanmışbir şekilde 400 MHz'de çalışan bir mikroişlenmiş ZnO transdüsere sahiptir. Transdüser ise kanalı dolduran sıvı içinde akustik darbeleri üretmek için kanal ile hizalanmıştır. Kanalın üstünden gelen yansımalar sıvı içinden yayılmakta ve bu nedenle onların genlik ve fazları sıvının özelliklerinden dolayı etkilemektedir. Deneylerde tüm kan herhangi bir numune hazırlanmadan kullanılmıştır. Pıhtılaşma sırasında kan akışmazlığı değişir dolayısıyla kanalın üst kısmından gelen yansıma genliği izlenerek pıhtılaşma süresi ölçülebilir. Kanın sadece 1 mikro-litre gerektiren yöntem kalsiyum ile test edilmiş ve parsiyel tromboplastin (aPTT) reaktifler ile aktive edilmiştir. Önerilen yöntem, hastanın kendisini test etmek için kullanabileceği pıhtılaşma zamanını ölçen düşük maliyetli ve taşınabilir bir sistem için potansiyele sahiptir. İkinci transdüser CMUTs olarak yapılmıştır. Bu teknolojiyi akışmazlık ölçümleri için sıvıların içine batırılan bir biyolojik sensör olarak tanıtıyoruz. Membran tipi rezonatörler için sınır koşulları kalite faktörünü arttırmak amacıyla değiştirilmiştir. Bu değişim sensöre yüksek hassasiyet kazandırmıştır. Kalite faktöründeki iyileşme sonlu eleman analizi kullanarak gösterilmiştir.
Özet (Çeviri)
We propose a portable cartridge based lab-on-a-chip platform. The main sensing mechanism uses high frequency acoustic waves. Feasibility of two different transducers has been investigated for biological measurements. We used zincoxide (ZnO) based piezoelectric transducers for blood coagulation time measurements. The method is based on the measurement of amplitude of acoustic reflections from a microfluidic channel which is filled with blood. The volume of the microfluidic channel could be as low as 1 micro-litre. A low cost disposable cartridge made of glass has been designed to perform the measurements. The cartridge is composed of two glass substrates and a double sided tape layer where the channel is defined. One of the glass substrates has a micromachined ZnO based transducer that operates at 400 MHz on the outer surface of the cartridge where electrical connections are also provided. The transducer is aligned with the channel to generate acoustic pulses in the fluid that is filling the channel. The reflections coming from the top of the channel propagate through the liquid therefore their amplitude and phase are affected by the fluid properties. In the experiments whole blood was used without any sample preparation. The viscosity of the blood changes during coagulation therefore by monitoring the amplitude of the reflection coming from the top of the channel one can measure the coagulation time. The method which requires only 1 micro-litre of blood has been tested with calcium and activated partial thromboplastin (aPTT) reagents. The proposed method has a potential to be used in a low cost portable coagulation time measurement system for patient self-testing. The second transducer was made of CMUTs (Capacitive Micromachined Ultrasonic Transducers). We introduce this technology for immersion in liquids as a biological sensor for viscosity measurements. Boundary conditions for membrane type resonators have been modified in order to increase the quality factor. This enabled a sensor with high sensitivity. We demonstrate the quality factor improvement using FEM analysis.
Benzer Tezler
- Synthetic biology approach for point-of-care device applications of biosensors
Biyosensörlerin bakım noktası cihaz uygulamaları ı̇çin sentetik biyoloji yaklaşımı
İLKAY ÇİSİL KÖKSALDI
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Biyomühendislikİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. URARTU ÖZGÜR ŞAFAK ŞEKER
- Tüberküloz teşhisi için kullanılmak üzere mikro ısıtıcı tasarlanması karakterizasyonu ve üretimi
Microheater design production and characterisation for using in tuberculosis detection
MUHAMMED BEKİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Biyomühendislikİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. LEVENT TRABZON
- Palladyom eşektrodun seçici elektrokatalitik özelliklerinin D-Glikozun elektrooksidsyonunda belirlenmesi
The Determination of selective properties of palladium electrode in D-Glucose electrooxidation
İPEK BECERİK
- Sigara dumanının sığır akciğer dokusunda oksidan / antioksidan sistem üzerine olan etkileri: Antioksidan özellikli bitki ekstrelerinin koruyucu etkilerinin araştırılması
Effects of cigarette smoke on oxidant / antioxidant system in bovine lung tissue: Investigation of protective effects of antioxidant plant extracts
HİKMET CAN ÇUBUKÇU
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2019
BiyokimyaAnkara ÜniversitesiTıbbi Biyokimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İLKER DURAK
- New-generation 3D printed biomedical device based on micro-scale hydrodynamic cavitation
Mikro ölçekli hidrodinamik kavitasyona dayalı yeni nesil 3D baskılı biyomedikal cihaz
SEYEDALI SEYEDMIRZAEI SARRAF
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Mekatronik MühendisliğiSabancı ÜniversitesiDR. MORTEZA GHORBANI
PROF. DR. ALİ KOŞAR