طراحی، شبیه سازی و ساخت حسگر موج سطحی به همراه عملگر دی الکتروفورز جهت اندازه گیری میزان تجمع سلول های هدف روی تراشه

در سنسورهای موج صوتی سطحی، سلول های هدف توسط لایه فداشونده شامل آنتی ژن یا آنتی بادی به دام انداخته می شوند. در این ایده جدید، لایه فدا شونده با عملگر دی الکتروفورز جایگزین شده که سریع تر عمل می کند، یک بار مصرف نیست و برای سلول های متفاوت نیز قابل استفاده است. مقادیر بهینه پارامترهای اثرگذار بر این سنسور به دست آمده است. رفتار موج صوتی سطحی که از نوع "لاو" است، برای زیر لایه لیتیوم نیوبات با لایه هدایت موج ZnO شبیه سازی شده است. آنالیز حساسیت و ارتباط آن با جابجایی سنسور برای ساختار الکترود متمرکز و غیرمتمرکز انجام شده است. نتایج آزمایش ها نشان می دهد که برای تعداد ذرات هدف، ساختار متمرکز دایره-ای حساسیت بیشتری دارد. سنسور با سلول های سالم و سرطانی و برای سلول های مغز و روده در فرکانس MHz ۱۴۲ مورد آزمایش قرار گرفت و به دام انداختن سلول هدف توسط عملگر دی الکتروفورز و اندازه گیری میزان تجمع آن توسط سنسور موج سطحی با موفقیت انجام شد. افت انرژی موج از پورت فرستنده به گیرنده و نیز شیفت فرکانس، دو مشخصه تمایزی بین سلول های سالم و سرطانی است. کاهش ۹۰ و ۸۰ کیلوهرتز در پیک فرکانس و ۴.۹۹ و ۶.۶۹ دسیبل افت کمتر برای سلول های سرطانی در مقابل سلول های سالم به ترتیب برای دو نوع سلول روده و مغز انسان مشاهده گردید. زمان به دام انداختن و اندازه گیری میزان تجمع سلول هدف حدود ۵-۱۰ ثانیه بود، که در مقایسه با روش های متعارف (۱۰-۱۵ دقیقه) کاهش چشمگیری را نشان می دهد.

کلیدواژه ها:

SAW ، Dielectrophoresis ، cell ، Nanowire ، SAW ، دی الکتروفورز ، سلول ، نانو سیم