Examinando por Materia "Compensación de temperatura"

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    PublicaciónAcceso abierto
    Sistema para la compensación de temperatura en biosensores piezoeléctricos
    (Universidad EIA, 2017) Montoya Gómez, José Fernando; Salinas Builes, Juan David; Montagut Ferizzola, Yeison Javier
    Las microbalanzas de cristal de cuarzo QCM son utilizadas frecuentemente como sensores en diversas aplicaciones ya que tienen una alta resolución lo que las hace adecuadas para la caracterización de las propiedades físicas de diversos fluidos, detección de analitos y otras sustancias químicas, es por esto que tienen un alto interés en áreas como la medicina, farmacéutica, la industria de alimentos, entre otras, un ejemplo de esto es en la detección de proteínas asociadas al cáncer o detección de pesticidas como el carbaryl en alimentos. Los biosensores piezoeléctricos que utilizan las QCM utilizan el concepto de inmunorreación en donde se inmoviliza en la superficie del sensor una molécula, eg un antígeno y luego se hace pasar una solución que contiene el conjugado correspondiente a ese antígeno que se inmovilizó en este caso el anticuerpo, con la idea que se genere una reacción (antígeno-anticuerpo), esta reacción aumenta la masa depositada sobre el sensor y esta variación de masa se relaciona con variaciones en la frecuencia de resonancia del cristal, relación descrita por Sauerbrey en los años 50, dicha relación entonces permite utilizar la QCM como sensor. Los avances en el tema han ido bastante lejos y se han realizado investigaciones con la finalidad de aumentar la sensibilidad y el límite de detección, así como la realización de múltiples ensayos simultáneos. Sin embargo, variables externas tales como temperatura, presión y vibraciones afectan en gran medida la frecuencia de resonancia de los cristales, lo que se traduce como ruido en la señal del sensor, afectando la resolución y sensibilidad de estos sistemas. En la actualidad para disminuir los efectos de las variables externas se utiliza un sistema de control de temperatura y presión y un sistema de fluídica, ambos sistemas son de gran tamaño y llegan a pesar en conjunto unos 60 Kg por lo que aumentan los costos asociados a las QCM, impide su portabilidad y disminuye sus aplicaciones ya que no es posible la realización de múltiples ensayos. En este trabajo se propone un sistema de compensación de temperatura en biosensores piezoeléctricos mediante la modificación del método de caracterización basado en la detección de fase (Montagut, 2011), el sistema fue modelado numéricamente utilizando el lenguaje de programación Python, luego el circuito fue diseñado e implementado utilizando el software de diseño electrónico Altium Designer y por último se realizaron pruebas a nivel de laboratorio del sistema propuesto. Los resultados de la simulación numérica fueron satisfactorios evidenciado que efectivamente se produce la compensación de variables externas, el sistema se destaca por ser de bajo costo, estable en el tiempo, de reducido tamaño y de fácil calibración, en el cual con pequeños cambios en el sistema se pueden adaptar fácilmente cristales de diferente frecuencia fundamental de resonancia, se espera en el futuro lograr utilizar el sistema en aplicaciones de biosensores piezoeléctricos, diseñar un biosensor que utilice este método de caracterización y comprobar el modelo propuesto.