KCI등재
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NIH/3T3 Cell을 사용한 임피던스 바이오센서의 패턴 너비와 간격에 따른 주파수 의존도 = Frequency Dependence of NIH/3T3 Cells with Pattern Width and Spacing Variations of Impedance Biosensors
This research presents impedance biosensors that can monitor the growth and drug reaction of NIH/3T3 cells in real time through semiconductor processes. Biosensors of 163, 211, 300, and 518 μm were fabricated in four different width/spacings. The change in capacitance with impedance was observed. According to the width and spacing of each sensor, the most sensitive frequency band was determined by measuring the capacitance-frequency through a frequency sweep at 1 k–1 MHz. Results showed that the 163, 211, 300, and 518 μm sensors had sensitive frequency at the range of 411–489, 367–440 and 221–274 kHz, respectively. After that, 1–800 kHz capacitance-time data was measured. The capacitance values were compared with the sensitive frequency range and outside range. The finding showed that the larger the width and spacing of the patterns, the more sensitive the sensors are in the low frequency range. The most accurate capacitance values were measured in the sensitive frequency range. This study showed the importance of frequency selection and the width/spacing design of electrodes relative to the frequency range to improve sensitivity in electrical impedance measurement.
더보기본 연구는 NIH/3T3 세포의 성장 및 사멸과정을 실시간으로 모니터링 할 수 있는 임피던스 바이오센서를 반도체공정을 통하여 제작하였다. 163, 211, 300, 518 μm 로 4가지의 다른 너비/간격으로 제작하였다. 측정되는 임피던스 값에서 정전용량의 변화량을 관찰하였고, 1 k–1 MHz에서 주파수 휩씀을 통해 정전용량-주파수 데이터를 측정하여 각 센서의 너비/간격에 따른 가장 민감한 주파수 영역대를 알 수 있었다. 그 결과 163과 211 μm 센서는 411–489 kHz, 300 μm는 367–440 kHz, 518 μm는 221–274 kHz에서 민감한 주파수 대역을 확인하였다. 이후 1–800 kHz 정전용량-시간 데이터를 측정하였다. 민감한 주파수 범위와 그 범위 외의 정전용량 변화량을 비교하였다. 그 결과 패턴의 너비/간격이 증가할수록 낮은 주파수 영역대에서 민감하다는 것을 확인하였고, 민감한 주파수 영역대에서 측정된 정전용량의 변화량이 가장 정확하게 반영된 것을 관찰하였다. 본 연구는 전기 임피던스 측정 시 민감도 향상을 위하여 측정하는 주파수 선정의 중요성과 측정하는 주파수 영역에 따라 전극의 너비/간격 설계의 필요성을 제시한다.
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