عنوان مقاله ترجمه شده:شبیه‌سازی المان محدود میکرو سنسور PH-ElecFET
عنوان انگلیسی مقاله ترجمه شده:Finite-element simulations of the pH-ElecFET microsensors
سال انتشار مقالهنام ژورنالتعداد صفحات مقاله ترجمه شده
20168
چکیده فارسی:این مقاله یک مدل متقارن محوری دوبعدی در نرم‌افزار COMSOL Multiphysics از یک میکرو سنسور PH-ElecFET (ترانزیستور تحت تأثیر میدان الکتروشیمیایی حساس به PH) ارائه می‌دهد. این دستگاه یک میکرو الکترود یکپارچه را با یک ترانزیستور تحت تأثیر میدان شیمیایی (PH-ChemFET) ترکیب می‌کند؛ بنابراین، در اثر پدیده تحریک الکترولیز بر میکرو الکترود یکپارچه، به لطف کنترل میکرو دستگاهPH-ChemFET، با تغییرات PH موضعی در میکرو حجم‌ها مرتبط می‌شوند. با احتساب واکنش‌های (الکترو) شیمیایی و پدیده پخش در فاز مایع، مدل پیشنهادی به نقش طراحی هندسی ElecFET (عرض میکرو الکترود w، شعاع مؤثر ورودیr_e و فاصله میان ورودی PH-ChemFET و میکرو الکترود d)، و همچنین پارامترهای قطبش، (ولتاژ قطبش V_p و زمان قطبش t_p)، بر پاسخ میکرو سنسور اشاره دارد. در ابتدا الکترولیز آبی به‌منظور صحت سنجی تغییرات آنی PH در میکرو حجم اعمال شد. سپس، اکسیداسیون هیدروژن پروکسید در حلال بافر فسفات (PBS,PH_0=7.2) موردبررسی قرار گرفت، که تشخیص پتانسیومتری H_2 O_2 را در محدوده غلظت [10-100mN] اثبات می‌کرد. این مدل توسعه‌یافته راه جدیدی را در کاربردهای سنسوری هموار نمود، که چند فرصت جدید برای دستگاه PH-ElecFET در تشخیص آنزیمی مولکول‌های زیستی H_2 O_2 فراهم می‌کند.
چکیده انگلیسی:This paper presents a COMSOL Multiphysics 2D axisymmetric model of an pH-ElecFET (pH-sensitive electrochemical field effect transistor) microsensor. This device combines an integrated microelectrode with a pH-sensitive chemical field effect transistor (pH-ChemFET). Thus, by triggering electrolysis phenomena owing to the integrated microelectrode, associated local pH variations in microvolumes are monitored thanks to the pH-ChemFET microdevice. Taking into account (electro) chemical reactions and diffusion phenomena in liquid phase, the proposed model points out the role of the ElecFET geometrical design (microelectrode width w, gate sensitive radius r and distance between the pH-ChemFET gate and the microelectrode d), as well as polarization e ), on the microsensor response. It is first applied to water electrolysis in parameters, (polarization voltage V p and time t order to validate pH impulsional variations in microvolume. Then, oxidation of hydrogen peroxide in phosphate buffer (PBS, pH potentiometric detection in the [10–100mM] concentration range. This developed model paves new ways for sensor applications, opening several new opportunities for pH-ElecFET devices for H 0 =7.2) solutions is studied, evidencing the H 2 O 2 -related enzymatic detection of biomolecules.
کلمات کلیدی مقاله: , , , , , ,
دانلود اصل مقاله ترجمه نشده افزودن به سبد خرید