Publication: Low-cost and rapid prototyping of elecrochemical microfludic biosensors
dc.contributor.affiliation | #PLACEHOLDER_PARENT_METADATA_VALUE# | en_US |
dc.contributor.author | Mohd Afiq Mohd Asri | en_US |
dc.contributor.supervisor | Anis Nurashikin Nordin, Ph.D | en_US |
dc.contributor.supervisor | Aliza ‘Aini Md Ralib, Ph.D | en_US |
dc.contributor.supervisor | Nabilah Ramli, Ph.D | en_US |
dc.contributor.supervisor | Rosminazuin Ab Rahim, Ph.D | en_US |
dc.date.accessioned | 2024-10-08T03:17:54Z | |
dc.date.available | 2024-10-08T03:17:54Z | |
dc.date.issued | 2021 | |
dc.description.abstract | Electrochemical microfluidic biosensor is a widely used category of bioanalytical microdevices, with applications ranging from home-use glucometers to advanced blood analysis devices. They enable powerful microscale analyses in biology, physics and chemistry. Conventionally, the methods to fabricate these devices are either screen-printing, inkjet printing, or cleanroom-based photolithography. All these methods have slow iteration times, and cleanroom facilities are especially expensive and are limited in access to researchers in low-and-middle-income (LMIC) countries. In this thesis, a low-cost, accessible and rapid fabrication process of electrochemical microfluidic biosensors has been developed. This work leverages the accessibility of consumer-grade electronic craft cutters as the primary tool for patterning of sensor electrodes and microfluidic circuits, while commodity materials such as gold leaf, conductive silver ink, double-sided tape, vinyl sticker, plastic transparency films, and fabric adhesives are used as its base structural materials. The process enables fabrication of gold electrodes with dimensions as small as 450 µm and gaps of 110 µm, silver electrodes with dimensions as small as 600 µm, and fluid microchannels as small as 300 µm. Micro-volume hydrogen peroxide concentration measurements were performed as validation of biosensor performance, which achieved a limit of detection of 0.713 mM and sensitivity of 82.002 µA mM-1 cm-2 from 2 µL samples. The rapid process allows an iterative design-build-test cycle in less than 2 hours. This method is applicable in typical university laboratories and costs less than RM2100 to set up, enabling lower access barriers into the biosensor field for academic and industry researchers in low-resource settings. | en_US |
dc.description.abstractarabic | إنّ المستشعرات الحيوية الكهروكيميائية المائعية الدقيقة هي إحدى فئات أجهزة التحليل الحيوي الدقيقة المستخدمة على نطاق واسع، وتطبيقاتها تتراوح بين أجهزة قياس السكر في الدم للاستخدام المنزلي وأجهزة تحليل الدم المتقدمة. هذه المستشعرات تمكّن من إجراء تحليلات فعّالة على المستوى المجهري في مجالات الأحياء والفيزياء والكيمياء. ومن الطرق المألوفة لتصنيع هذه الأجهزة استخدام طباعة الشاشة الحريرية، أو الطباعة النافثة للحبر، أو الطباعة الليثوغرافية الضوئية في غرف الأبحاث النظيفة. كل هذه الطرق لها أوقات تكرار بطيئة، كما أنّ مرافق غرف الأبحاث باهظة الثمن بشكل استثنائي، وتتّسم بمحدودية الوصول لها من قبل الباحثين في البلدان ذات الدخل المنخفض والمتوسط. في هذه الأطروحة، تم تطوير عملية تصنيع منخفضة التكلفة، وسهلة الوصول، وسريعة، للمستشعرات الحيوية الكهروكيميائية المائعية الدقيقة. يستفيد هذا العمل من إمكانية الوصول إلى أجهزة القطع الحرفية الإلكترونية المصممة للمستهلكين كأداة أساسية لتصميم وتشكيل أقطاب المستشعر ودوائر الموائع الدقيقة، بينما المواد الأولية مثل الأوراق الذهبية، والحبر الفضي الموصّل، والشريط اللاصق ذو الوجهين، ولاصق الفينيل، والأفلام الشفافة البلاستيكية، واللواصق القماشية، فإنها تستخدم كمواد هيكلية أساسية. وتتيح هذه العملية تصنيع أقطاب كهربائية ذهبية بأبعاد صغيرة تصل إلى 450 ميكرومتر، وفجوات مقدارها 110 ميكرومتر، وأقطاب فضية بأبعاد صغيرة تصل إلى 600 ميكرومتر، وقنوات مائعة صغيرة تصل إلى 300 ميكرومتر. وقد أجريت قياسات لتركيز بيروكسيد الهيدروجين ذات الحجم الصغير للتحقق من صحة أداء المستشعر البيولوجي، وحققت القياسات دقة في الكشف بلغت 0.713 مليمولار، وحساسية بمقدار 82.002 ميكروأمبير/مليمولار/سم2، وذلك باستخدام عينات بحجم 2 ميكرولتر. وتسمح هذه العملية السريعة بدورة (تصميم وبناء واختبار) تكرارية في أقل من ساعتين. هذه الطريقة قابلة للتطبيق في مختبرات الجامعة النموذجية وتكلفة تجهيزها أقل من 2100 رنجت ماليزي، مما يمكن من تذليل العقبات وتسهيل الوصول إلى مجال استخدام المستشعر الحيوي للباحثين الأكاديميين والصناعيين في الأماكن منخفضة الموارد. | en_US |
dc.description.callnumber | t TJ 853.4 M53 M697L 2021 | en_US |
dc.description.identifier | Thesis : Low-cost and rapid prototyping of elecrochemical microfludic biosensors /by Mohd Afiq Bin Mohd Asri | en_US |
dc.description.identity | t11100392658MohdAfiqBinMohdAsri | en_US |
dc.description.kulliyah | Kulliyyah of Engineering | en_US |
dc.description.nationality | Malaysian | en_US |
dc.description.notes | Thesis (MSEE)--International Islamic University Malaysia, 2021. | en_US |
dc.description.physicaldescription | xviii, 149 leaves : colour illustrations ; 30cm. | en_US |
dc.description.programme | Master of Science (Electronics Engineering) | en_US |
dc.identifier.uri | https://studentrepo.iium.edu.my/handle/123456789/7100 | |
dc.language.iso | en | en_US |
dc.publisher | Kuala Lumpur : Kulliyyah of Engineering, International Islamic University Malaysia, 2021 | en_US |
dc.subject.lcsh | Microfluidic devices | en_US |
dc.subject.lcsh | Biosensors | en_US |
dc.title | Low-cost and rapid prototyping of elecrochemical microfludic biosensors | en_US |
dc.type | Master Thesis | en_US |
dspace.entity.type | Publication |
Files
Original bundle
License bundle
1 - 1 of 1