ciao - units.it

ciao - units.it

Tesi di laurea in ELETTRONICA NELLA STRUMENTAZIONE I SENSORI AD ONDE ELASTICHE NELLA DIAGNOSTICA GENOMICA Laureanda: Michela COLLE anno accademico 2003-2004 Relatore: Prof. Antonio BOSCOLO Correlatore:

Ing.dott. Erika MENOSSO 1 Schema della presentazione Introduzione e descrizione del DNA Biosensori basati su DNA (sensore primario) Dispositivi acustici come sensori secondari Caratterizzazione di una QCM e circuito di

condizionamento per la stessa 2 OBIETTIVI DELLA TESI condurre una prospezione sullo stato dellarte dei sensori basati su DNA presentare una valutazione di un metodo di misura

con caratteristiche adatte allapplicazione di interesse 3 CONSIDERAZIONI INIZIALI La presenza di una malattia genetica dovuta ad una anomalia nella sequenza del DNA. E possibile individuare questa anomalia e quindi determinare se il soggetto sano o affetto dalla patologia di interesse. 4

BIOSENSORI Un biosensore un dispositivo in grado di fornire un segnale duscita proporzionale alla concentrazione dellanalita utilizzando come materiale attivo un elemento biologico. Si combina un trasduttore appropriato con la capacit di un elemento biologico nel riconoscere tale sostanza. 5 IL DNA La doppia elica del DNA e lappaiamento delle basi azotate

6 IL DNA: separazione dei filamenti pH o temperatura A G C T

singolo filamento 7 IL DNA: IBRIDAZIONE Il riallineamento di singoli filamenti provenienti da fonti diverse chiamato ibridazione. 8 IL DNA: IBRIDAZIONE pH o temperatura

T A A A C G C

T 9 IL DNA: IBRIDAZIONE e BIOSENSORI Libridazione la propriet che viene impiegata nei biosensori basati sul DNA. Esistono vari fenomeni sonda secondari sfruttati nei biosensori: elettrochimici

ottici ponderali La nostra scelta si orientata verso i risonatori acustici al quarzo (QCM). 10 QCM COME BIOSENSORI Esistono varie sperimentazioni documentate che utilizzano le QCM come trasduttori per studi relativi al DNA; il principio di base del loro funzionamento lo stesso. Di seguito illustreremo i due esempi pi significativi

nellambito di questa applicazione . 11 QCM: DESCRIZIONE E possibile stimare la massa depositata in funzione della variazione della frequenza di oscillazione utilizzando lequazione di Sauerbrey: f (2.3 10 6 )f 02 m A 12

QCM COME BIOSENSORI-1 (B) (BSS) (A) (Aml) (Bnc) 3-dCCTC-CTCT-CTCC-CTCC-CTCT-P(O)2-O-C6H12-SH 3-dCCTC-CTCT-CTCC-CTCC-CTCT-O-P(O)2-O-C6H12-SS-C6H12-OH 5-dGGAG-GAGA-GAGG-GAGG-GAGA-3 5-dGGAG-GAGA-CAGG-GAGG-GAGA-3 5-dTCTC-CCTC-CCTC-TCTC-CTCC-3 TABELLA OLIGONUCLEOTIDI

0 seq. Bnc f[Hz] SEQUENZA SEQUENZA SEQUENZA SEQUENZA SEQUENZA -50 seq. Aml

seq. A -100 0 500 1000 1500 TEMPO [s] VARIAZIONE DELLA FREQ. DI OSCILLAZIONE DELLA QCM IN FUNZIONE DEL TEMPO

2000 13 QCM COME BIOSENSORI-2 14 QCM: DESCRIZIONE oro La frequenza di risonanza di una microbilancia dipende sia dalle caratteristiche

fisiche che geometriche del cristallo quarzo 2d n n elettrodo quarzo

q 1 f0 q 2d q= modulo di elasticit tangenziale 15 q=densit del cristallo QCM: DESCRIZIONE Il taglio AT si distingue per una contenuta variazione della frequenza in funzione della temperatura;la curva freq-temp ha andamento del terzo ordine con un flesso tra i +25c e i +35C. 16

QCM: DESCRIZIONE Caratteristica frequenza-temperatura per alcuni tipi di tagli 17 QCM: COMPORTAMENTO ELETTRICO Nel circuito equivalente C tiene conto della capacit tra i due elettrodi; il ramo RLC rappresenta le caratteristiche di risonanza meccanica del quarzo. In particolare:

Lq= inerzia Cq= elasticit Rq= viscosit (a) , (b) Simbolo cicuitale (a) e circuito equivalente (b) di una QCM

18 QCM: REATTANZA , s frequenza di risonanza serie p frequenza di risonanza parallelo 19 QCM: MISURE Per studiare il comportamento elettrico della QCM

sono state effettuate delle misure con lanalizzatore di impedenza della HP modello 4192A LF (5Hz-13MHz) , 20 Magnitude (S) QCM: AMMETTENZA , Andamento di modulo e fase dellammettenza in funzione della

frequenza per una QCM non perturbata. 21 Magnitude (S) QCM: AMMETTENZA , Andamento di modulo e fase dellammettenza in funzione della frequenza per una QCM perturbata. 22

Magnitude (S) QCM: MISURE , 23 Magnitude (S) QCM: MISURE ,

24 QCM: MISURE Dal grafico e dal calcolo della retta interpolante, si vede che abbiamo una variazione di mezzo Hz per grado della fase. 25 QCM: MISURE Inoltre si stimato il fattore di merito della QCM da misure di ammettenza e conduttanza. Si sono ottenuti i seguenti risultati: AMMETTENZA f0 5982680

Hz f0 5982680 Hz Y 0,850S Y 0,858S Y Y 0,601S

2 f1 5982651 Hz f2 5982710 Hz Q f0 101401 f2 f1 0,606S

2 f1 5982655 Hz , f2 5982711 Hz Q f0 106833 f2 f1 26

OSCILLATORI SINUSOIDALI Xs X d X i + Amplificatore A X o AX i

+ X f X o Rete di reazione Xo A Af X s 1 A Le oscillazioni non si sostengono se, alla frequenza del risonatore, il modulo

dellamplificazione di anello minore di 1; tale condizione detta criterio di Barkhausen e si traduce in , A 1 e (A) 0 27 OSCILLATORI SINUSOIDALI Oscillatore di Pierce

28 OSCILLATORI SINUSOIDALI Oscillatore di Meacham 29 CIRCUITO SCELTO 30 CIRCUITO SCELTO Si pu notare che avendo circa 2.35 periodi ogni

4s la frequenza di oscillazione 5.9MHz. Inoltre non vi smorzamento. 31 CIRCUITO SCELTO Simulazione da 6ms a 8ms 32 CONCLUSIONI e SVILUPPI FUTURI

si verificato in letteratura che possibile effettuare la misura di interesse tramite lutilizzo di QCM si proposto un metodo ponderale il quale risulta economico ed eventualmente portatile. il sistema proposto riutilizzabile e risulta essere estremamente versatile Funzionalizzando la superficie della QCM con catene di DNA complementari a sequenze mutate caratteristiche di altre patologie genetiche, sar possibile creare molteplici test di screening specifici. 33

Recently Viewed Presentations

  • Employee TravelPolicy Updates - Taft College

    Employee TravelPolicy Updates - Taft College

    Notice of Denial/Amendment - Appeal process. Student Travel. Field Trip Travel. ... Meal Per Diem claimed for meals provided at conference. Final start time/end time not consistent with paperwork provided to warrant a meal per diem. Missing itemized receipt.
  • History of television - avcr.cz

    History of television - avcr.cz

    Paul Julius Gottlieb Nipkow - German technician (* 1860 Lauenburg (Lębork) - 1940 † Berlin) Nipkow disk (Nipkowův kotouč) 1884 /45. Mechanical television /45. Mechanical television /45. Felix the Cat as he looked . in 60-line pictures during .
  • Benchmarks for predicting and forecasting Construction Waste

    Benchmarks for predicting and forecasting Construction Waste

    Revised Waste Framework Directive: C&D waste target Waste Framework Directive Economic instruments and regulation Site Waste Management Plans Slide 14 BREEAM & Waste BREEAM and WS1 - Construction waste measurement Code for Sustainable Homes CSH: Construction Site Waste Management (Was...
  • Physiology of the eye Imagine your eyes as

    Physiology of the eye Imagine your eyes as

    Informasi pergerakan,orientasi ruang dan lokasi Area Visual Primer Area Visual Sekunder Optic Nerve field of vision Pembagian daerah visual field saat serabut saraf berjalan ke otak Neural pathways direct reflex 7 Neural pathways consensual reflex Note: Ada 2 tempat dimana...
  • Name: ___________________________ 4 th Grade List 1: Plural

    Name: ___________________________ 4 th Grade List 1: Plural

    Name: _____ 4th Grade List 1: Plural words with -es Spelling Tic Tac Toe Homework churches radios mosquitoes eyes pushes
  • Administration of Grade 2-12 Measures Copyright Notice All

    Administration of Grade 2-12 Measures Copyright Notice All

    Oral Reading Fluency (ORF) is benchmark screened in the Fall, Winter and Spring beginning at grade 1. Oral Reading Fluency requires students to read aloud a fictional text for 1 minute. The examiner marks errors on a digital record form....
  • Animal Farm Introduction: Time Period and Relevant Historical ...

    Animal Farm Introduction: Time Period and Relevant Historical ...

    Animal Farm Introduction: Time Period and Relevant Historical Factors. ... This will serve as your summary for your test. Make a character chart for each of the following characters. Be sure to leave enough room to allow you to add...
  • Process Improvement: Is It Always Worth It? Damon

    Process Improvement: Is It Always Worth It? Damon

    Data-driven approach to eliminate defects in a process. Strives to eliminate variability. ASQ Black Belt. Certification involving six sigma principles. Kaizen. Japanese word for improvement. Continuous improvement involving all levels of employees.