NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ TỐI ƯU CẢM BIẾN ĐỒNG PHẲNG KIỂU ĐIỆN DUNG PHÁT HIỆN TẾ BÀO SỐNG TRONG VI KÊNH DẪN LỎNG

0 Người đánh giá. Xếp hạng trung bình 0

Tác giả: Đắc Hải Nguyễn

Ngôn ngữ: vie

Ký hiệu phân loại:

Thông tin xuất bản: Tạp chí Khoa học & Công nghệ - Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội, 2020

Mô tả vật lý: tr.25

Bộ sưu tập: Báo, Tạp chí

ID: 324628

Thêm vào giỏ Liên kết toàn văn

Bài báo này trình bày nghiên cứu, thiết kế tối ưu kích thước vi cảm biến đồng phẳng kiểu điện dung phát hiện tế bàosống ứng dụng trong y sinh. Cấu trúc cảm biến bao gồm 2 điện cực phẳng, mỏng hình chữ nhật có kích thước nhỏ cỡmicrômét được gắn ở các vị trí cố định trên một đế phẳng bằng kính đặt dưới vi kênh dẫn lỏng, trong đó có một điện cựcđóng vai trò điện cực phát (điện cực kích thích) và điện cực còn lại được đặt song song trên cùng mặt phẳng đóng vai trò điệncực thu. Kênh dẫn lỏng có kích thước 30µm x 40µm được bơm dung dịch lỏng là nước tinh khiết có hằng số điện môi là 81.Cảm biến được đề xuất có thể phát hiện tế bào sống có kích thước nhỏ đường kính 15µm. Khi tế bào sống di chuyển trongkênh dẫn có gắn cảm biến đồng phẳng kiểu điện dung, tế bào sẽ làm thay đổi điện môi trong cảm biến tụ, từ đó làm thay đổigiá trị điện dung của tụ điện, điều này giúp ta xác định được sự xuất hiện của tế bào sống đó. Hoạt động của cảm biến đượckhảo sát bởi phương pháp phần tử hữu hạn (FEM) sử dụng phần mềm mô phỏng Ansoft Maxwell. Kết quả mô phỏng thểhiện sự thay đổi điện dung khi có sự xuất hiện của tế bào sống. Dựa trên kết quả mô phỏng này, kích thước của các điện cựcđã được tìm ra để thiết kế cảm biến với độ nhạy cần thiết. Trong nghiên cứu này đã tìm ra kích thước tối ưu của cảm biến vớicác tham số a = 60µm, b = 40µm, d = 10µm, h = 0,15µm, độ dày lớp phủ điện cực t = 10µm. Cảm biến có thể được ứngdụng trong y sinh để phát hiện tế bào sống phục vụ trong chẩn đoán bệnh, như phát hiện tế bào sống A549 để phát hiệnbệnh ung thư phổi và một số bệnh về nhiễm virus tương tự khác.This paper presents the research, optimal design of the size of the coplanar capacitive micro sensor structure to detect livingcells applied in biomedicine. The sensing structure consists of two small, thin flat electrodes mounted in fixed positions on a flatglass base below the liquid microchannel, where one serves as the emitter electrode (excitation electrode) and the otherelectrode is placed parallel on the same plane as the collector electrode. The liquid channel has dimensions of 30µm x 40µm,which is pumped with a liquid solution of pure water with a dielectric constant of 81. The proposed sensor can detect living cellsas small as 15 µm in diameter. When the live cell moves in the conduction channel and passes through the capacitive coplanarsensor placed below the conduction channel, the cell will change the dielectric in the sensor, thereby changing the capacitancevalue of the sensor , this helps us determine the presence of that living cell. Sensor performance was investigated by finiteelement method (FEM) using Ansoft Maxwell simulation software. The simulation results show the capacitance change in thepresence of live cells. Based on this simulation result, the size of the electrodes was found to have a sensor configuration with therequired sensitivity. The optimal size of the sensor was found with the parameters a = 60µm, b = 40µm, d = 10µm,h = 0.15µm, electrode coating thickness t = 10µm. The sensor can be used in biomedical applications to detect living cells fordisease diagnosis, such as detecting A549 living cells to detect lung cancer and some other similar viral infections.

1. Đọc trực tuyến

1. Đọc trực tuyến

Tạo bộ sưu tập với mã QR