Sensitivity-Enhanced CMOS Phase Luminometry System Using Xerogel-Based Sensors
Notice bibliographique
Résumé
We present the design and implementation of a phase luminometry sensor system with improved and tunable detection sensitivity achieved using a complementary metal-oxide semiconductor (CMOS) integrated circuit. We use sol-gel derived xerogel thin films as an immobilization media to house oxygen (O2) responsive luminescent molecules. The sensor operates on the principal of phase luminometry wherein a sinusoidal modulation signal is used to excite the luminophores encapsulated in the porous xerogel films and the corresponding phase shift of the emission signals is monitored. The phase shift is directly related to excited state lifetimes of the luminophores which in turn are related to the concentration of the target analyte species present in the vicinity of the luminophores. The CMOS IC, which consists of a 16 times 16 high-gain phototransistor array, current-to-voltage converter, amplifier and tunable phase shift detector, consumes an average power of 14 mW with 5-V power supply operating at a 38-kHz modulation frequency. The output of the IC is a dc voltage that corresponds to the detected luminescence phase shift with respect to the excitation signal. As a prototype, we demonstrate an oxygen sensor system by encapsulating the luminophore tris(4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline)ruthenium(II) within the xerogel matrices. The sensor system showed a fast response on the order of few seconds and we obtained a detection sensitivity of 118 mV per 1% change in O2 concentration. The system demonstrates a novel concept to tune and improve the detection sensitivity for specific concentrations of the target analyte in many biomedical monitoring applications.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».