عنوان پایان‌نامه
ساخت شناساگر گلوکز بر پایه ی مقاومت کنترل شده با ولتاژ
- رشته تحصیلی
- مهندسی برق-الکترونیک- تکنولوژی نیمه هادی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: E 3068;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 78088;کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: E 3068;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 78088
- تاریخ دفاع
- ۰۱ شهریور ۱۳۹۵
- دانشجو
- علیرضا علی خانی
- استاد راهنما
- مرتضی فتحی پور
- چکیده
- این پایان نامه به بررسی، طراحی و ساخت حسگر زیستی با الکترود های شانه‌ای می‌پردازد . الکترودها در ابعاد میکرونی و زیر میکرونی ساخته شده اند و بستری از جنس گرافن اکسید یا نانولوله‌ی کربنی دارند. برای دسترسی به ابعاد کوچکتر از میکرون، نقش نگاری دوگانه(کاربرد توأمان نقش نگاری نوری و نقش نگاری الکترونی(EBL ) استفاده گردیده است. طراحی حسگر بر پایه‌ی فناوری لایه نازک و بر روی تراشه‌هایی از جنس سیلیسیم صورت گرفته است. حسگر ساخته شده، با استفاده از آنزیم Horseradish Peroxidase (HRP) و برای شناسایی هیدروژن پراکسید مورد آزمون قرار گرفته است. قابلیت اندازه‌گیری غلظت‌های از 0.1میکرومولار تا 100 میلی‌مولار با حد تشخیص 1.6 میکرومولار H2O2 را دارد. حسگر ساخته شده از نوع مقاومتی است و نسبت تغییرات مقاومت آن با غلظت‌های مختلف ماده‌ی مورد آزمایش به شکل لگاریتمی است. دامنه‌ی تغییر جریان نسبت به ده برابر شدن غلظت، بین چند ده میکروآمپر است تا چند صد میکروآمپر بر حسب شکل ساختار آن تغییر می‌کند؛ از این رو نیاز به تقویت‌کننده‌های با بهره‌ی بالا از میان می‌رود. برای خوانش جریان و ولتاژ این حسگر طرحی پیشنهادی ساخته شده است. ابعاد کوچک این حسگر در قیاس با حسگرهای متداول، زمینه‌ی ایجاد چندین حسگر روی یک تراشه را فراهم می‌کند. این نوع حسگر به محفظه الکتروشیمیایی برای غوطه ورسازی افزاره، الکترودهای گران قیمت و شرایط دشوار آزمون گرفتن نیاز ندارد و به کوچک سازی ابزارهای اندازه‌گیری قابل حمل و سادگی کاربری کمک شایانی می کند.
- Abstract
- In this thesis, we study the design and fabrication of a biosensor based on interdigitated electrodes. The electrodes are fabricated in micro\nano dimentions. Both graphene oxide and carbon nanotubes are examined as the biosensor substrate. To achieve micron and sub-micron sizes, a combination of photolithography and electron-beam lithography is employed. Interdigitated electrodes were made on a Si substrate by employing thin film techniques. Horseradish Peroxidase (HRP) enzyme was used for detecting hydrogen peroxide with this biosensor. Based on our measurements the biosensor is able to detect concentrations in the range of 0.1 micromolar to 100 millimolar with a limit of detection of 1.6 micromolar. The biosensor has a resistive characteristic and its current changes due to any change in the medium’s concentration. The current’s amplitude behaves logarithmic and for a decade increase in concentration, the change in current ranges from 10 microampere to more than 100 microampere. Hence, high gain amplifiers are not needed for this type of biosensors. This allowed design and fabrication of a compact ammeter to read the biosensor's output current. The small geometry of this biosensor compared to its counterparts, allows for the possibility of integrating more biosensors on the same chip. Moreover, this type of biosensor does not require electrochemical case for immersing the device, expensive electrodes or complicated testing conditions. These advantages result in miniaturization and portability of the biosensing device.
