عنوان پایان‌نامه
بررسی پاسخ سلولهای سرطانی به تحریک های مکانیکی بوسیله قطعات نانو بیو سنسوری
- رشته تحصیلی
- مهندسی برق-الکترونیک- تکنولوژی نیمه هادی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: E 2564;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 67771
- تاریخ دفاع
- ۱۳ شهریور ۱۳۹۳
- دانشجو
- سمانه شیبانی فر
- استاد راهنما
- سیدشمس ا لدین مهاجرزاده, محمد عبدالاحد
- چکیده
- یکی از تازه ترین ادوات مورد استفاده قرار گرفته در تحقیقات حوزه بیوالکترونیک و آزمایشگاه روی تراشه (Lab-on-a Chip) سنسورهای SAW (Surface Acoustic Wave ) هستند. در این تکنیک از امواج آکوستیک منتشر شونده روی سطح یک بستر پیزوالکتریک برای اهدافی متعددی همچون جدایش(seperation)، دسته بندی(sorting)، متمرکزسازی(focusing) و مخلوط کردن ذرات میکرومتری و محلول های بیولوژیکی استفاده می شود. این تکنیک مزایای متعددی از جمله ماهیت غیر تهاجی و زیست سازگاری بالا، ساخت آسان و سازگاری با پروسه ی لیتوگرافی و قابلیت عملکرد روی تقریبا تمام انواع ذرات میکرومتری، دارد. با توجه به ظرفیت تحقیقاتی زیاد در این زمینه، این پایان نامه به بررسی یکی دیگر از کاربردهای این تکینیک در حوزه بیوالکترونیک می پردازد. در این تحقیق با استفاده از امواج مکانیکی منتشر شونده روی سطح کریستال پیزوالکتریکLiNbO3 (لیتیوم نایوبیت)، پاسخ سلول های سالم وسرطانی به تحریک های مکانیکی مورد بررسی و مقایسه قرار می گیرد. ابتدا مروری کوتاه بر مکانیزم عملکرد ساختار های SAW خواهیم داشت. سپس نتایج کارهای انجام شده با تکنیک SAW بررسی می شوند. پس از آن نحوه ساخت این سنسورها در آزمایشگاه لایه نازک دانشگاه تهران و سپس نتایج بدست آمده بیان خواهد شد. با توجه به نتایج به دست آمده، حضور سلول به تغییر پاسخ سنسور SAW می انجامد. حساسیت پاسخ سنسور که وابسته به پارامترهای الاستیک و جرم و همچنین بار سطحی سلول های نشانده شده روی سنسور می باشد، به سلول های درجه پیشرفته سرطان روده بزرگ(SW-48) نسبت به سلول-های درجه ابتدایی این سرطان (HT-29) چهار برابر بیشتر است. همچنین طبق نتایج بدست آمده، استفاده از نانوساختارهای ZnO به بهبود عملکرد این سنسورها می انجامد. واژه های کلیدی: موج آکوستیک سطحی- بیوسنسور SAW -پیزوالکتریکLiNbO3 – سلول سرطانی – فرکانس رزونانس
- Abstract
- One of the most recent devices utilized in lab-on-a-chip platforms are the surface acoustic wave (SAW) sensors. This technique utilizes the propagation of an acoustic wave on a piezoelectric substrate for various purposes such as separation, sorting, focusing, mixing and patterning micrometer particles and biological fluids. The advantages provided by this technique are numerous: non-invasiveness and high biocompatibility, simple fabrication and compatibility with soft lithography micromachining and work for nearly any type of microscale particles. Due to the large research capacity in this field, this thesis investigates one of the applications of this technique in the field of bioelectronics. In this study, with the use of mechanical waves on the surface of the LiNbO3 (Lithium Niobate) piezoelectric crystal, the responses of normal and cancer cells to mechanical stimuli are examined and compared to each other. We will first briefly review the working mechanism of SAW structures. Then we review the results of the work done by SAW techniques. After that, the construction of the sensors in Thin Film Laboratory of University of Tehran and the obtained results will be expressed. According to the results, the presence of cells leads to a change in the SAW sensor response. The sensitivity of the sensor response which depends on the elastic parameters and mass as well as surface charge of the cells positioned on the surface of the sensor, is much higher for advanced degree of colon cancer cells (SW-48) compared to the initial degree of the cancer cells (HT-29). Also, according to our results, the application of ZnO nanostructures leads to performance improvement of the sensor. Keywords: Surface acoustic wave, SAW biosensor, LiNbO3 piezoelectric, cancerous cell, resonance frequency.
