Original title: Analýza signalů tlustovrstvých ampérometrických senzorů a jejich použití pro měření a charakterizaci enzymů
Translated title: Analysis of Thick Film Amperometrical Sensors Signal and Its Usage for Measurement and Characterization of Enzymes
Authors: Ondruch, Vít ; Kizek, René (referee) ; Masojídek,, Jiří (referee) ; Vrba, Radimír (advisor)
Document type: Doctoral theses
Year: 2009
Language: eng
Publisher: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií
Abstract: [eng] [cze]
V práci je popsán princip synchronní detekce (SD), který byl uplatněn při měření s biosenzory. Metoda SD umožňuje dosažení výrazně lepšího poměru signálu k šumu, vyššího limitu detekce a celkové zlepšení robustnosti měření. Uplatnění SD při měření s biosenzory umožní zlepšit analýzu jeho odezvy a umožní odstranění nežádoucích interferencí nebo šumů, které mohou být způsobeny například mícháním roztoku, elektromagnetickými vlivy nebo parazitními proudy. SD také umožňuje rozložit získaný signál na odezvu stimulace a na dlouhodobý signál jiného procesu, a dále také identifikovat jevy druhého řádu. Pro identifikaci stimulačního signálu ve výstupním signálu měření byl na základě lineárního statistického modelu vyvinut specializovaný software. SD byla ověřena na modelovém případu výstupního signálu biosenzoru s aplikovaným komplexem fotosystému II (PSII) a jeho odezvě na stimulaci světlem. Odezva PSII se řídí kinetikou prvního řádu a může být také ovlivněna inhibitory. Kinetické konstanty vazby herbicidu na PSII závisí lineárně na koncentraci herbicidu. To umožňuje jejich měření také při nízkých koncentracích herbicidu. The principle of synchronous detection (SD) has been applied to biosensor measurement. SD principle achieves significant increases in the signal-to-noise ratio, limit of detection and overall measurement robustness. Application of SD in biosensor measurements improves the analysis of the response and avoids the influence of interference/noise produced by stirring, electromagnetic effects and influence of parasitic currents. SD also enables to decompose the signal to stimulation response and phenomena with long time of response and last but not least, to identify second-order phenomena in the signal. Linear statistical model was used to develop software for identification of the stimulation signal in the output current. SD was applied to the response signal of a Photosystem II complex (PSII) biosensor. PSII response to light stimulation follows first order kinetics. The inhibition kinetics of PSII has been studied. Kinetic constants of herbicide binding to PSII depend linearly on herbicide concentration and enable measurement of its concentration at low concentrations.
Keywords: Analýza signálů; Biosenzor; Fotosystém II; Herbicidy; Inhibice; Synchronní detekce; Biosensor; Herbicides; Inhibition; Photosystem II; Signal analysis; Synchronous detection

Institution: Brno University of Technology (web)
Document availability information: Fulltext is available in the Brno University of Technology Digital Library.
Original record: http://hdl.handle.net/11012/4335

Permalink: http://www.nusl.cz/ntk/nusl-233494


The record appears in these collections:
Universities and colleges > Public universities > Brno University of Technology
Academic theses (ETDs) > Doctoral theses