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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:吳宏諺
研究生(外文):WU, HONG-YAN
論文名稱:應用於電化學生物感測器之恆電流儀設計
論文名稱(外文):Design of a Galvanostat for Electrochemical Biosensors
指導教授:黃俊岳
指導教授(外文):Chun-Yueh Huang
口試委員:曾志明鍾協訓
口試委員(外文):ZEN,JYH-MINGCHUNG,HSIEH HSUN
口試日期:2019-07-30
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺南大學
系所名稱:電機工程學系碩博士班
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2019
畢業學年度:107
語文別:中文
論文頁數:56
中文關鍵詞:電化學分析儀生物感測器恆電流庫倫法人機介面嵌入式系統
外文關鍵詞:GalvanostatElectrochemical Biosensors constant current coulometryUser InterfaceEmbedded Systems
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本論文提出一個應用於電化學生物感測器之恆電流儀設計,以做為電化學生物感測器之信號處理系統,透過控制電流分析感測器檢測過程之電壓,來獲得生物感測器之電阻。
在系統設計方面,採用EFM32微處理器晶片為控制核心,利用類比多工器來進行不同電阻選擇,用以產生各種不同大小之設定分析電流,電流範圍從±20mA到±10nA,利用嵌入式系統配合電路架構設計開發一個恆電流分析儀。所提出之電化學恆電流儀,其設計是基於循環伏安法以及恆電流庫倫法,透過電腦的LabVIEW介面操作,使用者可以選擇設定分析電流值範圍、掃瞄速率以及掃描圈數,並將電流儀之檢測結果顯示出來。
在系統驗證方面,首先利用電阻模擬感測器,根據歐姆定律以驗證系統之功能,其次再利用市售網板印刷電極來當作生物感測器,針對不同濃度赤血鹽溶液來進行量測分析。在赤血鹽溶液分析上,其分析方式有兩種:一種是採用不同大小電流在相同之掃瞄速率對於三種不同濃度赤血鹽進行分析,另一種是採用同濃度不同電流掃描速率之測量分析。根據以上之實驗結果顯示本論文所提出之恆電流分析儀系統架構是正確的。

In this thesis, a galvanostat designed for the signal processing of electrochemical biosensors is proposed to analyze the resistance of electrochemical biosensors. The resistance of a biosensor can be obtained by controlling the input current to detect the biosensor’s voltage.
In the proposed galvanostat, an EFM32 microprocessor chip is used to as the main controller, and an analog multiplexer is used to choose the different resistance to generate different analysis current (the current range is from ±20mA to ±10nA). Based on the cyclic voltammetry and the constant current coulometry methods, in the proposed galvanostat, the user can set the range of analysis current, scan rate, and scan segment, through the interface on the LabVIEW of personal computer, and then display the experiment result of the galvanostat.
In system verification, at first, we use the resistors to simulate the biosensors to verify system function, according to Ohm's law. Secondly, the commercial printing electrodes are used to be the biosensors for analyzing different concentrations of K3[Fe(CN)6]. In the K3[Fe(CN)6] measurement, there are two ways to analyze K3[Fe(CN)6]: one is to analyze three different concentrations of K3[Fe(CN)6] at the same scanning rate using different currents, and the other is to analyze the same concentration of K3[Fe(CN)6] at different current scan rates. According to the experimental results, the galvanostat system architecture is proved to be correct.

Keywords:Galvanostat, Electrochemical Biosensors constant current coulometry,
User Interface, Embedded Systems

目次
中文摘要
英文摘要
致謝
目次
圖目次
表目次
第一章 緒論
1.1研究動機
1.2生物感測器介紹
1.3電化學分析儀
1.4研究目的
1.5論文架構
第二章 研究方法與文獻探討
2.1電化學分析法簡介
2.1.1循環伏安法
2.1.2 恆電流庫倫分析法
2.2電化學分析儀相關文獻探討
2.2.1應用於生物感測器之微小電化學分析儀
2.2.2恆電流分析儀
2.2.3雙電極恆電流分析儀
第三章 恆電流分析儀系統設計
3.1電化學恆電流儀電路分析
3.2恆電流儀之電壓-電流換算系統
3.3電化學分析儀之恆電流儀程式設計
3.3.1晶片端程式流程
3.3.2量測訊號產生程式
3.4 LabVIEW軟體程式
3.5量測介面
第四章 實驗結果與討論
4.1實驗器材
4.2實驗環境
4.3實驗結果
4.3.1循環伏安法
4.3.2定電流量測法
第五章 結論
參考文獻


[1]謝惠珠,電化學技術在生醫領域的新應用,2017
[2]C. Samoilă, V. Nascov and D. Ursuţiu, "Virtual instrumentation in corrosion measurements," 2013 10th International Conference on Remote Engineering and Virtual Instrumentatio (REV) , Sydney, NSW, pp. 1-4, 2013.
[3]鍾協訓,網版印刷電極在分析化學上的應用與發展
[4]Bard and L. Faulkner, Electrochemical Methods, 2nd ed. New York: Wiley, 2001.
[5]CH Instruments,Model 600E Series.
[6]P. Santharaman, K. A. Venkatesh, K.Vairamani, A. R. Benjamin, N. K. Sethy, K. Bhargava, C. Karunakaran, “ARM-microcontroller based portable nitrite electrochemical analyzer using cytochrome c reductase biofunctionalized onto screen printed carbon electrode, ” Biosensors and Bioelectronics,vol. 90, pp 410-417,April 2017
[7]Ramfos, N. Vassiliadis, S. Blionas,K. Efstathiou,, A. Fragoso , C. K. O'Sullivan, A.Birbas, “A compact hybrid-multiplexed potentiostat for real-time electrochemical biosensing applications, ” Biosensors and Bioelectronics,vol. 47, pp 482-489, Sep. 2013
[8]FelipeDiazCruz , N.Norena , A.Kaushik , S.Bhansali, “A low-cost miniaturized potentiostat for point-of-care diagnosis, ” Biosensors and Bioelectronics,vol. 62, pp 249-254, Dec. 2014
[9]袁睿廷,應用於生物感測器之微小化電化學分析儀之設計與實現,國立臺南大學電機工程學系碩士班,2017
[10]吳宗桓,應用於生化感測器之可攜式循環伏安式恆電位儀設計與實現,國立臺南大學通訊工程研究所碩士班,2009。
[11]孫銘逢,應用於電化學生物感測器之具獨立訊號源之可攜式恆電位儀設計,國立臺南大學電機工程學系碩士班,2015。
[12]華人百科,電化學分析法。
[13]萬其超,電化學之原理與應用,徐氏基金會,1987。
[14]田福助,電化學基本原理與應用,五洲出版社,1982。
[15]中國標準物質網,電化學分析-恆電流庫倫分析法,2018
[16]R. D. Beach, R. W. Conlan, M. C. Godwin and F. Moussy, "Towards a miniature implantable in vivo telemetry monitoring system dynamically configurable as a potentiostat or galvanostat for two- and three-electrode biosensors," in IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, vol. 54, no. 1, pp. 61-72, Feb. 2005.

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