Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo hệ thống cảm biến vi lỏng phát hiện vật thể trong kênh dẫn

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHÊ -  - TRẦN HOÀI NAM NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO HÊ THỐNG CẢM BIẾN VI LỎNG PHÁT HIÊN VẬT THỂ TRONG KÊNH DẪN LUẬN VĂN THẠC SĨ CÔNG NGHÊ KỸ THUẬT ĐIÊN TỬ, TRUYỀN THÔNG HÀ NỘI – 2018 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHÊ -  - TRẦN HOÀI NAM NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO HÊ THỐNG CẢM BIẾN VI LỎNG PHÁT HIÊN VẬT THỂ TRONG KÊNH DẪN Ngành: Công Nghệ Kỹ thuật Điện tử, Truyền thông Chuyên ngành: Kỹ thuật Điện tử Mã số: 8510302.01 LUẬN VĂN THẠC SĨ CÔNG NGHÊ KỸ THUẬT ĐIÊN TỬ, TRUYỀN THÔNG Giáo viên hướng dẫn: TS Bùi Thanh Tùng HÀ NỘI – 2018 i Lời cảm ơn Luận văn này là kết quả trình nghiên cứu lý luận và thực tiễn cá nhân tác giả dựa bảo, hướng dẫn TS Bùi Thanh Tùng Thầy khơng quản khó khăn, thời gian, công sức để giúp hoàn thành luận văn này Tôi chân thành cám ơn thành viên Bộ môn Vi điện tử và vi hệ thống, Khoa Điện tử - Viễn Thông, Trường Đại học Công nghệ, Đại Học Quốc Gia Hà Nội giúp đỡ bước đầu nghiên cứu hệ thống vi lỏng kênh dẫn Cám ơn NCS Đỗ Quang Lộc và Vũ Quốc Tuấn hỗ trợ q trình làm thí nghiệm và đo đạc Tơi xin gửi lời cám ơn đến thầy, cô giáo và bạn bè lớp K22 Kỹ thuật điện tử, Khoa Điện Tử – Viễn Thông, Trường Đại Học Cơng Nghệ, Đại Học Quốc Gia Hà Nội có nhận xét, góp ý cho luận văn này Cuối xin gửi lời cám ơn đến gia đình tơi, quan tơi cơng tác, người tạo điều kiện cho học tập và nghiên cứu Gia đình là động lực cho tơi vượt qua thử thách, luôn ủng hộ và động viên hoàn thành luận văn này ii Lời cam đoan Tôi xin cam đoan luận văn này là sản phẩm trình nghiên cứu, tìm hiểu cá nhân hướng dẫn và bảo thầy hướng dẫn, thầy cô môn, khoa và bạn bè Tôi không chép tài liệu hay cơng trình nghiên cứu người khác để làm luận văn này Tất cả tài liệu tham khảo phục vụ cho luận văn này nêu nguồn gốc rõ ràng danh mục tài liệu tham khảo và khơng có việc chép tài liệu đề tài khác mà không ghi rõ danh mục tài liệu tham khảo Nếu vi phạm, xin chịu trách nhiệm Hà Nội, 2018 Trần Hoài Nam iii Mục lục Lời cảm ơn i Lời cam đoan ii Mục lục iii Danh mục hình vẽ iv Danh mục bảng biểu vi Danh mục từ viết tắt vii Tóm tắt luận văn viii LỜI MỞ ĐẦU Chương GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 Công nghệ Nano Sinh học 1.2 Công nghệ Vi điện tử - MEMS/NEMS 1.3 Chip sinh học và hệ thống vi lỏng ( Biochip and Microfluidics) .8 1.4 Vi cảm biến kiểu tụ điện 10 1.4.1 Nguyên lý vi cảm biến tụ điện 10 1.4.2 Vi cảm biến kiểu tụ dạng phẳng 13 1.5 Điện di điện môi 14 1.6 EGFR và Anti-EGFR[10] 16 Chương LÝ THUYẾT ỨNG DỤNG 18 2.1 Điện dung tụ điện phẳng 18 2.2 Điện di điện môi - DEP 22 2.3 Xử lý tín hiệu điện từ vi cảm biến cấu trúc điện dung 27 Chương THIẾT KẾ MÔ PHỎNG HỆ THỐNG CẢM BIẾN VI LỎNG PHÁT HIỆN VẬT THỂ TRONG KÊNH DẪN 34 3.1 Phân tích, lựa chọn cấu trúc cảm biến Thiết kế, mô .34 3.1.1 Mô phần cứng 37 3.1.2 Kết quả mô 38 3.2 Thiết kế mạch điều khiển tập trung tế bào 43 3.2.1 Thiết kế giao tiếp module AD9850 44 3.2.2 Mạch tạo điện áp âm 47 3.2.3 Mạch khuếch đại AD8421 với biến trở số AD8400 47 3.3 Chế tạo và thử nghiệm 52 KẾT LUẬN 56 Kết luận 56 Hạn chế và hướng phát triển 56 TÀI LIỆU THAM KHẢO 57 iv Danh mục hình vẽ Hình 1-1: Đồ hoạ tỷ lệ kích thước vật thể thang đo từ 1m đến 1nm [2] Hình 1-2: Phạm vi ứng dụng công nghệ nano sinh học[3] Hình 1-3: Thang phân chia kích thước làm việc lĩnh vực [internet] Hình 1-4: Các thành phần thiết bị MEMS/NEMS Hình 1-5: Hình ảnh kênh dẫn hệ thống vi lỏng công bố mạng .9 Hình 1-6: Cấu trúc cảm biến AND dạng lược[4] 12 Hình 1-7: Cấu trúc cảm biến Viện Khoa Học Và Cơng Nghệ Việt Nam 13 Hình 1-8: Mơ hình cấu trúc Anti-EGFR cho phát tế bào[10] .17 Hình 2-1: Cấu trúc mặt cắt cảm biến tụ phẳng coplanar[12] .21 Hình 2-2: Lực DEP lên hạt đặt điện trường không đồng nhất.[17] 23 Hình 2-3: Mạch nguyên lý điều khiển tế bào[17] 25 Hình 2-4: Minh hoạ mơ hình hạt vỏ đơn[17] 26 Hình 2-5: Đồ thị phụ thuộc tần số trường điện và lực DEP[17] 27 Hình 2-6: Sơ đồ nguyên lý mạch chuyển đổi C2V 28 Hình 2-7: Mạch nguyên lý tạo nguồn tuyến tính 29 Hình 2-8: Sơ đồ nguyên lý mạch chuyển đổi C2F 30 Hình 2-9: Sơ đồ nguyên lý mạch chuyển đổi C2I 30 Hình 2-10: Sơ đồ nguyên lý mạch chuyển đổi C2PW 32 Hình 2-11: Sơ đồ nguyên lý mạch chuyển đổi C2D 33 Hình 3-1: Đồ thị quan hệ tỉ lệ biểu thức logarit theo w/a 36 Hình 3-2: Cấu trúc cảm biến tụ điện phẳng 37 Hình 3-3: Cài đặt cấu trúc vật lý cảm biến 38 Hình 3-4: Kết quả mơ theo bề rộng bản điện cực 39 Hình 3-5: Đồ thị phụ thuộc điện dung theo bề rộng bản điện cực 40 Hình 3-6: Đồ hoạ mô kết quả giá trị điện dung theo số lượng tế bào 41 Hình 3-7: Đồ thị phụ thuộc điện tích bản điện cực theo số lượng tế bào 41 Hình 3-8: Đồ hoạ mô kết quả chênh lệch điện dung theo số lượng tế bào chênh lệch 42 Hình 3-9: Đồ thị phụ thuộc giá trị chênh lệnh điện dung theo số lượng tế bào chênh lệch 42 Hình 3-10: Sơ đồ khối mạch nguyên lý thiết bị phát tín hiệu 44 Hình 3-11: Sơ đồ chân bo mạch điều khiển phát tần số AD9850 44 Hình 3-12: Mạch nguyên lý bo mạch điều khiển phát tần số AD9850 45 Hình 3-13: Biểu đồ giao thức lập kình điều khiển linh kiện phát tần[20] 45 Hình 3-14: Tín hiệu tần số phát 46 Hình 3-15: Sơ đồ mạch nguyên lý offset tín hiệu 46 Hình 3-16: Dạng tín hiệu sau qua mạch offset 46 Hình 3-17: Mạch tạo điện áp âm -Vcc 47 Hình 3-18: Mạch khuếch đại với hệ số khuếch đại điều khiển 48 v Hình 3-19: Biểu đồ giao thức lập trình điều khiển linh kiện trở số [21] 49 Hình 3-20: Dạng tín hiệu điều khiển đưa vào cảm biến 49 Hình 3-21: Sơ đồ mạch nguyên lý 50 Hình 3-22: Mạch thành phẩm phát tín hiệu AC 51 Hình 3-23: Kết nối thử nghiệm tín hiệu tần số phát 51 Hình 3-24: Kênh dẫn vi lỏng với cảm biến và bản nối điện cực 52 Hình 3-25: Mơ hình thử nghiệm cảm biến 53 Hình 3-26: Kết quả thí nghiệm lực DEP lên tế bào 54 Hình 3-27: Kết quả đo thể lối thay đổi theo số lượng tế bào đích xuất vùng cảm biến 54 vi Danh mục bảng biểu Bảng 1-1: Kích thước số vật thể công nghệ nano sinh học [internet] Bảng 3-1: Bảng đối chiếu giá trị tần số phát và giá trị tần số phát thực tế 52 vii Danh mục từ viết tắt Từ viết tắt MEMS Tiếng anh MicroElectroMechanical Systems Nghĩa tiếng việt Hệ thống – điện kích thước micromet NEMS NanoElectroMechanical Systems Hệ thống – điện kích thước nanomet DNA Deoxyribonucleic acid Phần tử mang thông tin di truyền mã hoá HIV LOC EP DEP EGFR Human immunodeficiency virus Lab-on-chip Electrophoresis Dielectrophoresis Epidermal Growth Factor Receptor Virut suy giảm miễn dịch người Thiết bị thử nghiệm chip Điện di Điện di điện môi Thụ thể yếu tố tăng trưởng biểu bì MST IC/Chip AC DC VLSI Maxwell-stress tensor Integrated circuit Alternating current Direct Current Very Large Scale Intergrated Tensor sức căng Maxwell Vi mạch tích hợp Điện xoay chiều Điện chiều Tích hợp với quy mơ rộng viii Tóm tắt luận văn Luận văn này trình bày nghiên cứu, thiết kế và chế tạo cấu trúc cảm biến vi lỏng phát tế bào kênh dẫn sử dụng tụ điện phẳng kiểu coplanar (tụ điện với bản điện cực đồng phẳng với nhau) cấu trúc vòng cung Cấu trúc cảm biến đề xuất bao gồm cấu trúc tụ điện phẳng hình vòng cung gồm điện cực tạo thành cặp tụ vi sai với lớp điện môi bao gồm chất lỏng mơi trường và tế bào đích Một bản cực cấy chế phẩm sinh học có đặc tính nhạy cảm với tế bào cần phát và giữ tế bào lại Khi số lượng tế bào nhận biết giữ lại, làm thay đổi giá trị điện dung hai bản điện cực, từ thu kết quả phát có diện tế bào bệnh hay không và ước lượng số lượng là thông qua biên độ thay đổi giá trị điện dung so với điện dung cặp điện cực so sánh Cấu trúc cảm biến có chức di chuyển tập trung làm giàu tế bào thơng qua trường điện từ khơng đồng có khả điều chỉnh tín hiệu điện AC có tần số xác định khoảng 10kHz đến 100MHz Hoạt động cảm biến mô phương pháp phân tích phần tử hữu hạn sử dụng phần mềm Comsol Multiphysics Kết quả mô thể thay đổi giá trị điện dung theo thay đổi giá trị bản điện cực và số lượng tế bào phát Một mạch phát tín hiệu tần số AC chế tạo kèm theo cấu trúc cảm biến mục đích chế tạo mơi trường điện từ không đồng để định hướng tế bào kênh dẫn, tăng khả phát cấu trúc cảm biến 44 Hình 3-10: Sơ đồ khối mạch nguyên lý thiết bị phát tín hiệu 3.2.1 Thiết kế giao tiếp module AD9850 Hình 3-11 mơ tả chi tiết chân kết nối điều khiển bo mạch điều khiển phát tần số AD9850 Hình 3-11: Sơ đồ chân bo mạch điều khiển phát tần số AD9850 Giao tiếp với module phát tần AD9850, tác giả sử dụng phương thức giao tiếp nối tiếp sử dụng chân D7 (dữ liệu); chân WCLK (chân xung đồng bộ); chân chân FQUP (cài đặt chế độ) và chân RSET (chân khởi động lại) Sơ đồ nguyên lý chi tiết bo mạch điều khiển phát tần số thể hình 3-12 45 Hình 3-12: Mạch nguyên lý bo mạch điều khiển phát tần số AD9850 Việc lựa chọn chế độ giao tiếp song song hay nối tiếp vi điều khiển và chip AD9850 cấu hình cứng chân cắm J1 Khi kết nối, giao tiếp chế độ song song Khi khơng kết nối cấu hình chế độ giao tiếp nối tiếp Việc lập trình giao tiếp vi điều khiển và AD9850 tuân theo giản đồ thời gian cung cấp nhà sản xuất hình 3-13 Hình 3-13: Biểu đồ giao thức lập kình điều khiển linh kiện phát tần[20] 46 Khi nhận lệnh phát tín hiệu từ vi điều khiển, AD9850 nhận gói thơng tin giá trị tần số cần tạo và đưa chân IC Sóng sine đầu có biên độ 1V với điện áp đỉnh đỉnh từ 0V đến 1V (hình 3-14) Hình 3-14: Tín hiệu tần số phát Để tạo tín hiệu AC chuẩn, ta cần thực việc offset lại đường điện áp gốc tín hiệu với điện áp đỉnh đỉnh từ -0,5V đến 0,5V Việc này thực mạch lọc đơn giản gồm tụ điện và điện trở hình 3-15: Hình 3-15: Sơ đồ mạch nguyên lý offset tín hiệu Kết quả mạch lọc, ta thu tín hiệu sóng sine có dạng hình 3-16: Hình 3-16: Dạng tín hiệu sau qua mạch offset 47 Lúc này, tín hiệu đưa vào mạch khuếch đạt giá trị điện áp đỉnh - đỉnh mong muốn 3.2.2 Mạch tạo điện áp âm Điện áp âm là thành phần thiếu mạch tích hợp điện tử, mạch kh́ch đại tín hiệu thuật tốn Theo đánh giá, điện áp cho phép không gây nguy hiểm đến người là 42V với điện áp xoay chiều và 50V với điện áp chiều Do vậy, để làm việc với tế bào, ta cần thiết kế điện áp phù hợp có giá trị nhỏ 42V Theo hệ số an toàn với thiết bị điện, giá trị điện áp phù hợp lớp là (42/1,5)V, tương đương giá trị điện áp 28V Do đó, tác giả lựa chọn linh kiện chuyển đổi điện áp LT1054 có mức điện áp hoạt động 3,5V đến 15V Điện áp này bảo vệ diode zenner 15V-0,5W chống áp, điều này đảm bảo có cố với điện áp cấp đầu vào, tín hiệu điện áp đảm bảo mức an toàn với tế bào Mạch nguyên lý tạo điện áp âm hình 3-17 Hình 3-17: Mạch tạo điện áp âm -Vcc 3.2.3 Mạch khuếch đại AD8421 với biến trở số AD8400 Để khuếch đại tín hiệu AC, tác giả sử dụng linh kiện kh́ch đại thuật tốn AD8421 tính ứng dụng rộng rãi dễ dàng thiết kế mạch Đặc biệt nhờ khả đáp ứng với tín hiệu có tần số cao cỡ Mhz (10MHz với hệ số khuếch đại G=1) và (2MHz với hệ số khuếch đại G=100) Dải điện áp hoạt động lớn (-18V ÷ +18V) 48 Hệ số khuếch đại mạch khuếch đại xác định giá trị điện trở RG mạch Với mục đích thay đổi giá trị hệ số khuếch đại này lệnh điều khiển từ vi điều khiển, biến trở số thay thế Sơ đồ nguyên lý khối khuếch đại thể hình 3-18 Hình 3-18: Mạch khuếch đại với hệ số khuếch đại điều khiển Ở đây, hệ số khuếch đại xác định công thức: 9.9 Ω =1+ (3.3) Với RG càng nhỏ hệ số khuếch đại càng lớn, biến trở số phải nằm dải điện trở KΩ, chọn biến trở AD8400 có dải điện trở lên đến 100KΩ là hợp lý Biến trở số AD8400 giao tiếp với vi điều khiển chân SDI (chân liệu); chân CLK (chân đồng bộ) và chân CS0 (chân điều khiển) Việc lập trình điều khiển biến trở số thực theo biểu đồ thời gian hoạt động linh kiện cung cấp nhà sản xuất hình 3-19 49 Hình 3-19: Biểu đồ giao thức lập trình điều khiển linh kiện trở số [21] Qua kết quả chạy thử nghiệm tác giả, thiết bị hoạt động và tạo tín hiệu AC có tần số và điện áp đỉnh đỉnh Vp-p theo mong muốn Tín hiệu phát có dạng hình 3-20 Hình 3-20: Dạng tín hiệu điều khiển đưa vào cảm biến 50 Hình 3-21: Sơ đồ mạch nguyên lý 51 Hình 3-22: Mạch thành phẩm phát tín hiệu AC Mạch phát tần số thành phẩm hình 3-22 chạy thử nghiệm với thiết bị đo tín hiệu Oscilloscope MSO2012 Tektronix để kiểm tra độ chuẩn tín hiệu tần số phát Hình 3-23 mơ tả q trình thử nghiệm tần số phát thiết bị Bảng 3-1 biểu thị kết quả so sánh giá trị tần số phát cài đặt và giá trị tần số thực tế phát ra, kết qua đo thực thiết bị đo tín hiệu chuẩn Oscilloscope MSO2012 hãng Tektronix Hình 3-23: Kết nối thử nghiệm tín hiệu tần số phát 52 Bảng 3-1: Bảng đối chiếu giá trị tần số phát giá trị tần số phát thực tế Tần số phát (kHz) 10 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1200 1500 3.3 Tần số thực tế Tektronix MSO2012 (kHz) 10,08 100,3 199,4 299,8 401,5 502 603,4 702,2 805,6 904,6 1005 1208 1506 Chế tạo thử nghiệm Một nguyên mẫu cấu trúc cảm biến chế tạo thử nghiệm để sử dụng đánh giá kết quả mơ phòng Các điện cực vi mô và chân kết nối tạo cách lắng đọng crom (độ dày 20nm) và vàng (100nm) mặt đế thủy tinh Kênh lỏng PDMS chế tạo cách sử dụng kỹ thuật đúc khuôn Phương thức chế tạo tham khảo theo tài liệu [22] Hình 3-24: Kênh dẫn vi lỏng với cảm biến bản nối điện cực Dòng tế bào Sarcoma 180 (Sar-180) ni cấy cho mơ hình thí nghiệm tập trung tế bào với cấu trúc cảm biến theo thiết kế Hệ thống thí nghiệm hoạt động điều khiển tế bào kênh dẫn hình 3-25 gồm: 53 - Nguyên mẫu cấu trúc cảm biến chế tạo thử nghiệm Kính hiển vi quan sát vật thể kênh dẫn Mạch điều khiển và phát tín hiệu điều khiển Máy ảnh tốc độ cao Máy tính lưu trữ liệu thời gian thử nghiệm Hình 3-25: Mơ hình thử nghiệm cảm biến Dòng chất lỏng chứa mẫu tế bào thử nghiệm đưa vào kênh dẫn cấu trúc cảm biến và tiến hành tạo tín hiệu điều khiển Máy ảnh có nhiệm vụ liên tục thu thập liệu tiến trình hoạt động tế bào bên kênh dẫn và lưu trữ máy tính Để tập trung Sar-180 sinh học vào khu vực cảm biến, phân bố tế bào kiểm sốt cách áp dụng tín hiệu khởi động đến cặp điện cực cụ thể Bằng cách đó, tế bào sống kích hoạt để di chuyển điện cực Quy trình thử nghiệm tiến hành theo bước: Bước 1: Kết nối thiết bị hệ thống máy ảnh tốc độ cao, mạch xử lý tín hiệu điện dung kết nối lên máy tính Bước 2: Đặt cảm biến với tế bào phát quang kính hiển vi Kết nối cảm biến với mạch điều khiển tế bào và tín hiệu điện dung cảm biến đưa qua mạch xử lý tín hiệu và đưa lên máy tính Bước 3: Tiến hành cấp nguồn hoạt động cho hệ thống Tạo tín hiệu điều khiển tế bào và tiến hành theo dõi trình dịch chuyển tế bào Bước 4: Chụp hình vị trí dịch chuyển tế bào và ghi chép lại giá trị chuyển đổi điện dung tương ứng thời điểm chụp ảnh theo chu kỳ thời gian định Bước 5: Thực lại q trình thử nghiệm Phân tích đánh giá kết quả thực nghiệm 54 Hình 3-26 cho thấy kết quả thí nghiệm tập trung tế bào Sar-180 từ toàn mẫu đến trung tâm buồng Các tế bào ban đầu phân bố ngẫu nhiên bên buồng Hình 3-26: Kết quả thí nghiệm lực DEP lên tế bào Các kết quả thí nghiệm cho thấy ảnh hưởng lực dielectrophoresis lên tế bào sinh học để thao tác tế bào sống đến trung tâm kênh dẫn chất lỏng (a, b, c) Các tế bào điều khiển thúc đẩy tiến phía tâm kênh dẫn (d) Hầu hết tế bào tập trung tâm cấu trúc cảm biến 50 45 40 Điện áp lối (mV) 35 30 25 20 15 10 10 12 14 16 18 Số lượng tế bào chênh lệch Hình 3-27: Kết quả đo thể lối thay đổi theo số lượng tế bào đích xuất vùng cảm biến 55 Vì điều kiện sở không đủ để nuôi cấy chế phẩm sinh học phù hợp với mục đích bắt giữ tế bào cần nhận biết thực hiện, đó, kết quả đưa hình 3-27 là kết quả phương pháp lấy chênh lệch vi sai bản điện cực việc nhận biết chênh lệch số lượng tế bào có bản điện cực Qua thử nghiệm đưa kết luận độ nhạy cấu trúc cảm biến đưa vào thử nghiệm là điện áp chênh lệch tín hiệu là 3mV/1 tế bào Kết quả thử nghiệm thực tế này cho thấy tương đồng so với kết quả mô chênh lệch điện dung theo số lượng tế bào chênh lệch bản điện cực so sánh và điện cực cảm ứng 56 KẾT LUẬN Kết luận Luận văn trình bày phương pháp và kiến thức bản cần biết để thiết kế cảm biến tế bào kênh dẫn vi lỏng Phân tích đánh giá ảnh hưởng yếu tố ảnh hưởng đến khả nhận biết cấu trúc cảm biến Đưa nhận định, xây dựng tính toán số liệu bản tối ưu cho cấu trúc cảm biến Cấu trúc xây dựng mô phần mềm Comsol, đưa kết quả trực quan thông số cảm biến thiết kế Luận văn trình bày thiết kế mạch phát tần số điều khiển vi điều khiển phục vụ thử nghiệm khả điều khiển tế bào môi trường vi lỏng với dải phát tần từ 1KHz đến 2Mhz với điện áp đỉnh đỉnh điều khiển lên tới 30V và tần số lên tới 40MHz với điện áp đỉnh đỉnh là 1V Mạch thiết kế sử dụng vi điều khiển Atmega16 và lập trình ngơn ngữ lập trình C phần mềm Codevision Hạn chế hướng phát triển Do thời gian có hạn, luận văn thực hữu hạn số thử nghiệm tín hiệu điện dung mạch chuyển đổi tín hiệu thiết bị theo cấu trúc thiết kế đưa Điều này dẫn đến sai số so với thực tiễn ảnh hưởng yếu tố ảnh hưởng từ bên ngoài mà phần mềm mô không hỗ trợ đưa vào Mạch phát tần số hạn chế dải tần số phát chưa thể phát hết dải tạo lực DEP là 100MHz Trong thời gian tới, đề xuất hướng phát triển tiếp theo sau: - Nghiên cứu, tìm hiểu đưa yếu tố ảnh hưởng môi trường vào mơ hình thử nhiệm phần mềm mơ Nghiên cứu cải tiến cấu trúc cảm biến, giảm sai số bản cực nối Nghiên cứu phát triển mạch phát tần với dải tần số biên độ tín hiệu rộng Nghiên cứu thiết kế, thử nghiệm mạch xử lý tín hiệu điện dung Hợp tác với đơn vị có lực thử nghiệm chế tạo chế phẩm sinh học Anti-EGFR phù hợp cho thử nghiệm bắt giữ tế bào đích cấu trúc cảm biến thử nghiệm 57 [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] TÀI LIÊU THAM KHẢO Vũ Trung, “Tạp chí STINFO, Thơng tin khoa học và cơng nghệ số 7/2016,” pp 37–41, 2016 a Dowling, R Clift, N Grobert, D Hutton, R Oliver, O O’neill, J Pethica, N Pidgeon, J Porritt, J Ryan, and Et Al., “Nanoscience and nanotechnologies : opportunities and uncertainties,” London The Royal Society The Royal Academy of Engineering Report, vol 46, no July, pp 618–618, 2004 T Brandstetter, “Biochip-Technologies (2),” no 2, 2008 “https://congnghehoahoc.wordpress.com/2012/04/02/cảm-biến-sinh-họcdiện-hoa-electrochemical-biosensors/.” H Cheng, Y Zhang, X Huang, J A Rogers, and Y Huang, “Analysis of a concentric coplanar capacitor for epidermal hydration sensing,” Sensors and Actuators, A: Physical, vol 203, pp 149–153, 2013 T Chen, “Capacitive sensors for measuring complex permittivity of planar and cylindrical structures,” p 204, 2012 J M Martinis, R Barends, and A N Korotkov, “Calculation of Coupling Capacitance in Planar Electrodes,” pp 1–5, 2014 X Hu and W Yang, “Planar capacitive sensors – designs and applications,” Sensor Review, vol 30, no 1, pp 24–39, 2010 Q L Do, T T Bui, T T H Tran, K Kikuchi, M Aoyagi, and T C Duc, “Differential capacitively coupled contactless conductivity detection (DC4D) sensor for detection of object in microfluidic channel,” 2015 IEEE SENSORS - Proceedings, pp 5–8, 2015 A Vasudev, A Kaushik, and S Bhansali, “Electrochemical immunosensor for label free epidermal growth factor receptor (EGFR) detection,” Biosensors and Bioelectronics, vol 39, no 1, pp 300–305, 2013 E Kasner, C A Hunter, D Ph, K Kariko, and D Ph, “NIH Public Access,” vol 70, no 4, pp 646–656, 2013 J Z Chen, A A Darhuber, S M Troian, and S Wagner, “Capacitive sensing of droplets for microfluidic devices based on thermocapillary actuation,” Lab on a Chip, vol 4, no 5, p 473, 2004 J Guo, P Hu, and J Tan, “Analysis of a segmented annular coplanar capacitive tilt sensor with increased sensitivity,” Sensors (Switzerland), vol 16, no 1, 2016 M F A Rahman, A A Manaf, and M R Arshad, “Capacitive effect of coplanar electrodes partially outside the microchannel region for underwater microfluidic-based sensor,” Indian Journal of Marine Sciences, vol 42, no 8, pp 987–991, 2013 S Bangalore Prakash, “Integrated CMOS capacitance sensor and microactuator control circuits for on-chip cell monitoring,” PhD Thesis, p xv, 167, 2008 J Q Huang, B Li, and W Chen, “A CMOS MEMS humidity sensor enhanced by a capacitive coupling structure,” Micromachines, vol 7, no 5, 2016 B Çetin and D Li, “Dielectrophoresis in microfluidics technology,” Electrophoresis, vol 32, no 18, pp 2410–2427, 2011 L Do Quang, T T Bui, T V Quoc, L P Thanh, H Tran, T Thuy, V T Dau, C P Jen, and T C Duc, “DIELECTROPHORESIS ENRICHMENT WITH 58 [19] [20] [21] [22] BUILT-IN CAPACITIVE SENSOR MICROFLUIDIC PLATFORM FOR TUMOR RARE CELL DETECTION,” pp 484–487, 2017 M Praeger, Z Li, J M Smallwood, and P L Lewin, “Numerical calculation of dielectrophoretic and electrostatic forces acting on micro-scale particles,” Journal of Physics: Conference Series, vol 646, p 12047, 2015 F B Diagram and G Description, “Datasheer CMOS AD9850,” 1998 F B Diagram and G Description, “Datasheet Digital Potentiometers AD8400,” pp 1–20, 2002 Y H Chen, C C Peng, Y J Cheng, J G Wu, and Y C Tung, “Generation of nitric oxide gradients in microfluidic devices for cell culture using spatially controlled chemical reactions,” Biomicrofluidics, vol 7, no 6, 2013 ... HỌC CÔNG NGHÊ -  - TRẦN HOÀI NAM NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO HÊ THỐNG CẢM BIẾN VI LỎNG PHÁT HIÊN VẬT THỂ TRONG KÊNH DẪN Ngành: Công Nghệ Kỹ thuật Điện tử, Truyền thông Chuyên ngành:... cám ơn thành vi n Bộ môn Vi điện tử và vi hệ thống, Khoa Điện tử - Vi n Thông, Trường Đại học Công nghệ, Đại Học Quốc Gia Hà Nội giúp đỡ bước đầu nghiên cứu hệ thống vi lỏng kênh dẫn Cám ơn NCS... 22 2.3 Xử lý tín hiệu điện từ vi cảm biến cấu trúc điện dung 27 Chương THIẾT KẾ MÔ PHỎNG HỆ THỐNG CẢM BIẾN VI LỎNG PHÁT HIỆN VẬT THỂ TRONG KÊNH DẪN 34 3.1 Phân tích, lựa