Circuit design for biomedical laboratories based on impedance measurement
- Autores: Pablo Pérez García
- Directores de la Tesis: Alberto Yúfera García (dir. tes.), Gloria Huertas Sánchez (dir. tes.)
- Lectura: En la Universidad de Sevilla ( España ) en 2019
- Idioma: inglés
- Número de páginas: 219
- Tribunal Calificador de la Tesis: Adoración Rueda Rueda (presid.), Paula Daza Navarro (secret.), María de Mar Martínez Solórzano (voc.), Fernando Seoane Martínez (voc.), Nicolás Medrano Marqués (voc.)
- Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Ingeniería Informática por la Universidad de Sevilla
- Materias:
- Enlaces
- Tesis en acceso abierto en: Idus
- Resumen
El presente estudio doctoral analiza la aplicación de una técnica de medida de cultivos celulares en tiempo real que es de alta utilidad para los investigadores en el área biomédica. Entre las diversas técnicas de medida aplicables a muestras biológicas, las medidas eléctricas de bio-impedancia destaca por el tremendo potencial que sugiere adquirir los datos con circuitos electrónicos de cara a su posterior desarrollo integrado en Lab-On-A-Chip y otros dispositivos biomédicos.
El sistema desarrollado sigue el paradigma del Internet de las cosas (IoT), proponiendo un sensor que realizará las medidas físicas en el interior del incubador de cultivos celulares y un dispositivo que actuará como enlace entre el sensor y la capa de servicios que podrán utilizar los investigadores en biomedicina para evaluar los resultados obtenidos y configurar experimentos.
El sensor ha sido diseñado siguiendo la técnica de test basado en oscilación (OBT). Esto se traduce en una serie de ventajas para el sistema tales como evitar la necesidad de sistemas de excitación eléctrica, no requiere de circuitos de sincronización complejos y al incluirse la muestra a analizar en el camino de la oscilación es sencillo controlar los niveles de tensión y corriente que circulan por la misma.
El principio físico sobre el cuál se ha diseñado este sensor está basado en la técnica ECIS, un complejo estudio involucrando modelos de electrodo, variaciones de parámetros de diseño y tipos de crecimiento celular se han incluido en el trabajo para adquirir la intuición necesaria sobre el proceso de diseño. Para validar todo lo anterior, se plantearon experimentos que verifican los modelos y las simulaciones planteadas.
Por último, se ha planteado un conjunto de experimentos empleando diversas líneas celulares (AA8, N2A, N2A APP, CRL-1458). Los experimentos realizados sobre estas células están clasificados en tres tipos; crecimiento celular, diferenciación celular y citotoxicidad. La estimación del número total de células emplea un algoritmo de estimación que ha podido validarse a la luz de los datos obtenidos.
