Split ring resonators in microwave regime for sensing of reagents in aqueous solutions
Sulu çözelti içindeki maddelerin algılanmasına yönelik mikrodalga frekanslı yarık halka tınlayıcılar
- Tez No: 650304
- Danışmanlar: PROF. DR. ARDA DENİZ YALÇINKAYA
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2020
- 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 tezde, sulu çözeltilerde glukoz derişimi ölçmek için kullanılan mikrodalga bandında yarık halka tınlayıcılar tabanlı farklı algıçların tasarım, üretim ve belirlemesi sunulmuştur. Metamalzemeler ve yarık halka tınlayıcılara bir girişi takiben, bunların algılama uygulamaları üzerine bir literatür taraması verilmiştir. Bundan sonra, tek halkalı yarık halka tınlayıcının çalışmasını betimleyen bir analitik model başka bazı teorik meselelerin yanında anlatılmıştır. Farklı yarık halka tınlayıcı biçimlerinin dielektrik yükler ile etkileşiminin benzetimsel ve ölçümsel sonuçları bildirilmiştir. Yarık halka tınlayıcının tınlaşım karakteristiğinin değişiminin değişen glukoz derişimleri gibi dielektrik yükte meydana gelen farklılaşmalarla ilişkili olduğu gösterilmiştir. Keşfi çalışmaların ardından PEDOT:PSS anamadde içine sabitlenmiş glukoza biyoözgül glukoz oksidaz enzimi barındıran bir biyoalgıç uygulaması tartışılmıştır. Biyoalgıç uygulamasının glukoza hassasiyeti 0.107 MHz/(mg/mL) kadardır. Biyoözgüllüğü, algı-cın sukroz, fruktoz ve NaCl gibi başka maddelere verdiği cevap ile karşılaştırılarak gösterilmiştir. Bu tasarımın kesinlik, doğrusallık ve tekrarlanabilirlik iyileştirmeleri farksal ölçüm tasarısına geçiş, halka antenen kullanımı ve mikroakışkan unsurların sisteme dahil edilmesi ile yapılmıştır. Son olarak, başlangıçtaki tasarımın bu şekilde geliştirilmiş ve biyoalgıç uygulamaları ile yüksek derecede uyumlu malzemeler kullanılarak üretilmiş bir versiyonu sunulmuştur.
Özet (Çeviri)
In this thesis, design, fabrication, and characterization of different microwave band split ring resonator-based sensors used for sensing of glucose in aqueous solutions are presented. Following an introduction to metamaterials and split ring resonators, a literature survey of their applications in sensing is given. After this, an analytical model that describes the operation of a single loop SRR is demonstrated along with additional theoretical considerations. Exploratory work in which simulated and measured electromagnetic interaction of different split ring resonator geometries with dielectric loads is reported. Change of resonance characteristics of the split ring resonator is shown to be correlated with different dielectric loads, such as aqueous glucose solutions of different concentrations. After the exploratory work, a biosensor application incorporating a glucose specific element glucose oxidase immobilized in a PEDOT:PSS matrix is discussed. The biosensor application had a sensitivity of 0.107 MHz/(mg/mL) to glucose. Its specificity was demonstrated by comparison of its response to other reagents, such as sucrose, fructose, and NaCl. Precision, linearity, and repeatability improvements to this design was done by adoption of conceptual developments by switching to a differential measurement scheme, use of loop antennas instead of monopole antennas, and incorporation of microfluidic elements to the system. An improved iteration of the original sensor system was presented at the end, fabricated from materials highly compatible with relevant biosensor applications.
Benzer Tezler
- Isı değiştirgeç ağlarının optimum sentezi
Başlık çevirisi yok
SERAP CESUR
Yüksek Lisans
Türkçe
1987
Kimya MühendisliğiEge ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BENO KURYEL
- Pamukta mixtalol uygulamasının verim ve kaliteye etkisi üzerinde araştırmalar
Başlık çevirisi yok
MERYEM TÜRKOL