FIX: some small corrections
This commit is contained in:
parent
ebfbce57de
commit
938b74aec2
BIN
report.pdf
BIN
report.pdf
Binary file not shown.
Binary file not shown.
14
report.tex
14
report.tex
@ -199,10 +199,10 @@
|
||||
Κάποια πολύ βασικά προβλήματα τα οποία παρουσιάζονται σε όλες τις κατηγορίες των αισθητηρίων είναι η ολίσθηση τάσης και ο ροζ θόρυβος.
|
||||
\subsection{Ολίσθηση}
|
||||
Με τον όρο ολίσθηση τάσης εννοούμε την αλλαγή της τάσης εξόδου της διάταξης με την πάροδο του χρόνου.
|
||||
Τα ISFET συνήθως κατασκευάζονται χρησιμοποιώντας κάποιο οξείδιο ως αισθητήρια επιφάνεια.
|
||||
Τα \eng{ISFET} συνήθως κατασκευάζονται χρησιμοποιώντας κάποιο οξείδιο ως αισθητήρια επιφάνεια.
|
||||
Αυτές οι επιφάνειες έχουν μια μονοτονική ολίσθηση στην που οφείλονται στο στρώμα οξειδίου \cite{Jamasb_et_al_1998}.
|
||||
Αυτή η ολίσθηση είναι συνήθως ισχυρότερη όταν ο αισθητήρας εκτίθεται σε κάποιο διάλυμα και αρχίζει να σταθεροποιείται στη συνέχεια.
|
||||
Οι τεχνικές αντιστάθμισης για την ολίσθηση περιλαμβάνουν αλγόριθμους διόρθωσης \cite{Hammond_et_al_2005}, ειδικά σχεδιασμένα κύκλωματα \eng{front-end} \cite{Hu_Georgiou_2014} και άλλα.
|
||||
Οι τεχνικές αντιστάθμισης για την ολίσθηση περιλαμβάνουν αλγόριθμους διόρθωσης \cite{Hammond_et_al_2005}, ειδικά σχεδιασμένα κυκλώματα \eng{front-end} \cite{Hu_Georgiou_2014} και άλλα.
|
||||
|
||||
\subsection{Ροζ θόρυβος}
|
||||
Ένα ακόμα φαινόμενο που παρατηρείται κατά τη λειτουργία των \eng{ISFET} είναι ο ροζ θόρυβος ή αλλιώς $1/f$ \eng{noise}.
|
||||
@ -210,7 +210,7 @@
|
||||
Ωστόσο ο θόρυβος αυτός έχει κληρονομηθεί στα \eng{ISFET} από την τεχνολογία \eng{CMOS}\cite{Jakobson_Nemirovsky_1999}.
|
||||
|
||||
\section{Έλεγχος \eng{DNA} και \eng{RNA}}
|
||||
Μια εφαρμογή ενός ολοκληρωμένου βιοχημικού μικροαισθητήρα πάνω σε τεχνολογία \eng{CMOS} για τον έλεγχο του \eng{DNA} ή \eng{RNA} παθογόνων μικροοργανισμών όπως \eng{Influenza A, Influenza B, Polio} και διαφόρων άλλων ιών παρουσιάστηκε στην εργασία \eng{\textit{"A Fully Integrated CMOS Fluorescence Biochip for DNA and RNA Testing}"}\cite{Manickam_et_al_2017}.
|
||||
Μια εφαρμογή ενός ολοκληρωμένου βιοχημικού μικροαισθητήρα πάνω σε τεχνολογία \eng{CMOS} για τον έλεγχο του \eng{DNA} ή \eng{RNA} παθογόνων μικροοργανισμών όπως \eng{Influenza A, Influenza B, Polio} και διαφόρων άλλων ιών παρουσιάστηκε στην εργασία \eng{\textit{''A Fully Integrated CMOS Fluorescence Biochip for DNA and RNA Testing}''}\cite{Manickam_et_al_2017}.
|
||||
Ο μικροαισθητήρας αυτός χρησιμοποιεί έναν ΣΔ \eng{current-sensing modulator} ως ανιχνευτή και μια \eng{CMOS} δίοδο ανάστροφης πόλωσης ως μετατροπέα φωτονίων σε ηλεκτρόνια.
|
||||
Στη συνέχεια θα γίνει αναλυτικότερη εξήγηση της αρχής λειτουργίας του κυκλώματος εφόσον πρώτα παρουσιαστεί η γενική αρχή λειτουργίας ανίχνευσης μικροοργανισμών.
|
||||
|
||||
@ -240,8 +240,8 @@
|
||||
Ουσιαστικά, το φως που εκπέμπεται από τις ταμπέλες των μικροοργανισμών φτάνει μέχρι το τελευταίο επίπεδο που βρίσκεται η φωτοδίοδος και εκεί γίνεται η διαδικασία της μετατροπής του αναλογικού σήματος (ένταση φωτός) σε ψηφιακό σήμα.
|
||||
|
||||
\subsection{Το κύκλωμα του ανιχνευτή}
|
||||
Όπως φαίνεται και στο σχήμα \ref{fig:dna_circuit}, ο ανιχνευτής υλοποιείται με έναν πρώτης τάξης ΣΔ \eng{current-sensing modulator}, ο οποίος αποτελείται από έναν ολοκληρωτή (Σ \eng{operator}) και έναν Αναλογικό σε Ψηφιακό Μετατροπέα (Analog – Digital Converter).
|
||||
Επίσης, ο βρόχος κλείνει με έναν Ψηφιακό σε Αναλογικό Μετατροπέα (\eng{Digital – Analog Converter}), ο οποίος είναι ο Δ \eng{operator} και επιστρέφει πίσω σήμα που χρειάζεται για την σωστή μετατροπή του αναλογικού σήματος σε ψηφιακό.
|
||||
Όπως φαίνεται και στο σχήμα \ref{fig:dna_circuit}, ο ανιχνευτής υλοποιείται με έναν πρώτης τάξης ΣΔ \eng{current-sensing modulator}, ο οποίος αποτελείται από έναν ολοκληρωτή (Σ \eng{operator}) και έναν Αναλογικό σε Ψηφιακό Μετατροπέα \eng{(Analog – Digital Converter)}.
|
||||
Επίσης, ο βρόχος κλείνει με έναν Ψηφιακό σε Αναλογικό Μετατροπέα \eng{(Digital – Analog Converter)}, ο οποίος είναι ο ``Δ'' \eng{operator} και επιστρέφει πίσω σήμα που χρειάζεται για την σωστή μετατροπή του αναλογικού σήματος σε ψηφιακό.
|
||||
Το σημαντικό είναι πως αυτό το κύκλωμα δέχεται ως είσοδο το αναλογικό σήμα της φωτοδιόδου και επιστρέφει μια ψηφιακή έξοδο.
|
||||
|
||||
\insertFigure{fig:dna_circuit}{src/DNA_circuit.png}{ΣΔ \eng{current-sensing modulator}}
|
||||
@ -268,7 +268,7 @@
|
||||
}
|
||||
|
||||
\par Όταν ολοκληρωθεί η διαδικασία της σύλληψης, πραγματοποιείται μια αντίστροφη διαδικασία μέσω της οποίας μπορούμε να επιβεβαιώσουμε τα συμπεράσματα στα οποία φτάσαμε.
|
||||
Ειδικότερα, κάθε ένωση μεταξύ ενός ανιχνευτή και του γενετικού υλικού του κάθε μικροοργανισμού έχει μια μοναδική καμπύλη τήξης (\eng{melt curve}), κατά την οποία ο αντίστοιχος μικροοργανισμός απομακρύνεται από τον ανιχνευτή που τον έχει δεσμεύσει και η φωτοδίοδος συνεχίζει να δέχεται ως είσοδο το φως που εκπέμπεται από το φθορίζον μόριο του ανιχνευτή.
|
||||
Ειδικότερα, κάθε ένωση μεταξύ ενός ανιχνευτή και του γενετικού υλικού του κάθε μικροοργανισμού έχει μια μοναδική καμπύλη τήξης \eng{(melt curve)}, κατά την οποία ο αντίστοιχος μικροοργανισμός απομακρύνεται από τον ανιχνευτή που τον έχει δεσμεύσει και η φωτοδίοδος συνεχίζει να δέχεται ως είσοδο το φως που εκπέμπεται από το φθορίζον μόριο του ανιχνευτή.
|
||||
Έτσι, αξιοποιώντας την μοναδικότητα αυτή μπορούμε να επιβεβαιώσουμε την ύπαρξη ενός συγκεκριμένου μικροοργανισμού σε κάθε ένα από τα κουτάκια εξετάζοντας την καμπύλη τήξης κατά την οποία άρχισε η φωτοδίοδος να ανιχνεύει πάλι φως.
|
||||
Αυτή η διαδικασία επιτυγχάνεται μέσω της αύξησης της θερμοκρασίας από τους $55^{ο}C$ μέχρι τους $95^{o}C$ και έτσι ουσιαστικά δημιουργείται μια συνεχόμενη καμπύλη τήξης κατά την οποία σε διαφορετικές χρονικές στιγμές οι αντίστοιχοι μικροοργανισμοί θα αποδεσμεύσουν τους ανιχνευτές.
|
||||
|
||||
@ -279,7 +279,7 @@
|
||||
Στο εργαστήριο τέτοιου είδους προσαρμογές έχουν επιτευχθεί αλλά η τελική τους επικράτηση και μαζική παραγωγή παραμένει ακόμα ασαφής.
|
||||
Επιπροσθέτως, αν και αυτοί οι αισθητήρες υπόσχονται χαμηλό κόστος και απλότητα, κάθε εφαρμογή απαιτεί περισσότερους του ενός για να επιτύχει το στόχο του.
|
||||
|
||||
\par Παρά τις προκλήσεις, πολλές εταιρείες στοχεύουν στο προσεχές μέλλον.
|
||||
\par Παρά τις προκλήσεις, πολλές εταιρείες στοχεύουν στο προσεχές μέλλον να κυκλοφορήσουν προϊόντα βασισμένα στους ολοκληρωμένους αισθητήρες.
|
||||
Για παράδειγμα, η \eng{DNAe} αναπτύσσει μια συσκευή δοκιμής σήψης βασισμένη σε \eng{ISFET} που κατασκευάζεται με τη χρήση
|
||||
μη τροποποιημένης διαδικασίας \eng{CMOS}.
|
||||
Επιπλέον, η \eng{Quantum MDx} έχει ξεκινήσει την διάθεση της διαγνωστικής συσκευής χειρός \eng{Q-POC.}
|
||||
|
Loading…
x
Reference in New Issue
Block a user