Novel optoelectronic and plasmonic bulk heterojunction neurointerfaces for controlled capacitive charge transfer
Başlık çevirisi mevcut değil.
- Tez No: 667816
- Danışmanlar: DOÇ. DR. SEDAT NİZAMOĞLU
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Biyomühendislik, Biyoteknoloji, Electrical and Electronics Engineering, Bioengineering, Biotechnology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Koç Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Yapay sinir aktivitesi kontrolü, karmaşık sinir ağlarını anlamaya ve nörolojik bozuklukların tedavisini iyileştirmeye izin verir. Işık, biyolojik sistemlerle invazif olmayan bir iletişim tetikleyicisidir. Yapay fotoaktif cihazlar aracılığıyla ışığın biyoelektrik uyaranlara doğru şekilde iletilmesi, aynı anda güvenlik, verimlilik ve mevcut yön kontrolü tatminini gerektirir. Güvenlik için, biyouyumlu malzemeleri içeren ve elektrot-elektrolit arayüzünde çift katmanın geri dönüşü olmayan Faradaik reaksiyonlar olmadan şarj edilmesi ve boşaltılmasına dayanan kapasitif yük aktarımını indükleyen yeni fotovoltaik nöro arayüzleri gösterdik. Bunun için, PTB7-Th: PC71BM'nin yüksek açık devre voltajlı (0,75 V) toplu heterojonksiyonunu kullanarak tek bağlantılı, kablosuz ve kapasitif şarj enjekte eden bir biyo arayüz geliştirdik. Verimlilik için, plazmonik etkileşimleri optoelektronik biyo arayüzlere entegre ettik. Şimdiye kadar, plazmonikler esas olarak membran kapasitans değişikliği (yani optokapasitans) nedeniyle ısı kaynaklı hücre stimülasyonu için kullanılmıştır. İlk kez, fotokapasitör biyo-arayüzlere plasmonik bağlanmanın, Faradaik akımları % 1'in altında tutarken tamamen görünür spektrumda ortalama % 185 güvenli ve etkili nöromodülasyon yer değiştirme yüklerini iyileştirdiğini gösterdik. Akım yönü kontrolü için, ışık dalga formu şekillendirme ile birlikte fotovoltaik biyo arayüzlerin kullanımının nöronların çift yönlü modülasyonu için güvenli kapasitif akımlar oluşturabileceğini gösteriyoruz. Çift katmanlı kapasitörün diferansiyel foto gerilim yanıtı, ışık yoğunluğunun eğimine bağlı olarak kapasitif akımların yön kontrolünü kolaylaştırır. Bu nedenle, bu tezin bulguları, nöronların genetik olmayan, tamamen optik ve güvenli modülasyonu için optoelektronik nöro-arayüzlerin büyük umut vaadini göstermektedir.
Özet (Çeviri)
Artificial control of neural activity allows for understanding complex neural networks and improving therapy of neurological disorders. Light is a non-invasive communication trigger with biological systems. Proper transduction of light to bioelectrical stimuli via artificial photoactive devices requires simultaneous satisfaction of safety, efficiency, and current direction control. For safety, we demonstrated novel photovoltaic neurointerfaces that incorporate biocompatible materials and induce capacitive charge-transfer based on charging and discharging of double layer at the electrode-electrolyte interface without irreversible Faradaic reactions. For that, we developed a single-junction, wireless and capacitive-charge-injecting biointerface by using a high open-circuit voltage (0.75 V) bulk heterojunction of PTB7-Th:PC71BM. For efficiency, we integrated plasmonic interactions to optoelectronic biointerfaces. So far, plasmonics has been primarily used for heat-induced cell stimulation due to membrane capacitance change (i.e., optocapacitance). For the first time, we demonstrated that plasmonic coupling to photocapacitor biointerfaces improves safe and efficacious neuromodulating displacement charges for an average of 185% in the entire visible spectrum while maintaining the Faradaic currents below 1%. For current direction control, we show that utilization of photovoltaic biointerfaces combined with light waveform shaping can generate safe capacitive currents for bidirectional modulation of neurons. The differential photovoltage response of the double-layer capacitor facilitates the direction control of capacitive currents depending on the slope of light intensity. Hence, the findings of this thesis show the great promise of optoelectronic neurointerfaces for non-genetic, all-optical and safe modulation of neurons.
Benzer Tezler
- Ebubekir Hazım Tepeyran'ın hikayeleri ve romanları
Başlık çevirisi yok
SERPİL HAYBER
Yüksek Lisans
Türkçe
1986
Türk Dili ve EdebiyatıGazi ÜniversitesiTürk Dili ve Edebiyatı Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. BİLGE ERCİLASUN
- Yakup Kadri'nin romanlarında Anadolu
Başlık çevirisi yok
ABDÜLKADİR HAYBER
Yüksek Lisans
Türkçe
1985
Türk Dili ve EdebiyatıGazi ÜniversitesiTürk Dili ve Edebiyatı Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BİLGE ERCİLASUN
- Platin halkalı atomik absorpsiyon tekniğinde pnomatik, elektronik, otomik taşıyıcı sisteminin yapımı ve (Cd, Pb, Zn) standart çözeltileri kullanılarak sistemin optimizasyonu
Başlık çevirisi yok
AHMET AVİNÇ
Doktora
Türkçe
1986
Kimya MühendisliğiEge ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF.DR. MEHMET AYDIN
- Le Non-naturalisme dans la Faute de I'Abbe Mouret d'Emile Zola
Başlık çevirisi yok
GÜRBÜZ SEZGİN
Yüksek Lisans
Fransızca
1986
Fransız Dili ve EdebiyatıCumhuriyet ÜniversitesiBatı Dilleri ve Edebiyatları Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. TUNA ERTEM
- Structures discursives dans“la grande peur dans la montagne”de Charles-Ferdinand Ramuz
Başlık çevirisi yok
NİLGÜN SÖKMEN
Yüksek Lisans
Fransızca
1985
Fransız Dili ve EdebiyatıCumhuriyet ÜniversitesiBatı Dilleri ve Edebiyatları Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. TUNA ERTEM