PL EN


Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników
Tytuł artykułu

Detection of acetone as a potential non-invasive diagnosis tool for diabetes patients

Wybrane pełne teksty z tego czasopisma
Identyfikatory
Warianty tytułu
PL
Wykrywanie acetonu jako potencjalnego nieinwazyjnego narzędzia diagnostycznego dla pacjentów z cukrzycą
Języki publikacji
EN
Abstrakty
EN
This work investigated the demonstration of acetone detection device as a potential tool to diagnose diabetes patients. It offers simple and low cost approach based on glass substrate platform. The glass substrate was coated with agarose gel as a sensitive material to increase the sensing response. It has superiority in term of high porosity and capable to absorb molecule around it. The sensing mechanism is based on the change in refractive index (RI) of the agarose gel coating layer when exposed to variation acetone concentration level. This is due to the intensity of the light weakening by absorption and scattering when light propagated through the sensing material. The proposed sensor produces a significant response towards acetone concentrations with the output voltage reduced linearly from 1.6V to 1.2V. The sensitivity and resolution of the agarose coated glass substrate improves by a factor of 1.08 and 1.14 respectively as compared to uncoated glass substrate. It also performed better in term of linearity, stability, response time and hysteresis. The non-involvement of costly laser source based instruments make the proposed sensor become more practical for large production while maintaining a good sensing performances. Based on the experiment results, the proposed acetone sensor has a persuasive potential as an early biomarker for diabetes diagnosis tool.
PL
W ramach tej pracy zbadano demonstrację urządzenia do wykrywania acetonu jako potencjalnego narzędzia do diagnozowania pacjentów z cukrzycą. Oferuje proste i tanie podejście oparte na platformie z podłożem szklanym. Szklane podłoże pokryto żelem agarozowym jako wrażliwym materiałem w celu zwiększenia odpowiedzi wykrywania. Ma przewagę pod względem wysokiej porowatości i zdolności do wchłaniania otaczających ją cząsteczek. Mechanizm wykrywania opiera się na zmianie współczynnika załamania światła (RI) warstwy powłoki żelu agarozowego pod wpływem zmian poziomu stężenia acetonu. Wynika to z intensywności osłabienia światła przez absorpcję i rozpraszanie podczas propagacji światła przez materiał czujnika. Proponowany czujnik daje znaczną odpowiedź na stężenia acetonu przy napięciu wyjściowym obniżonym liniowo z 1,6V do 1,2V. Czułość i rozdzielczość podłoża szklanego pokrytego agarozą poprawia się odpowiednio o współczynnik 1,08 i 1,14 w porównaniu z podłożem szklanym niepowlekanym. Działał również lepiej pod względem liniowości, stabilności, czasu odpowiedzi i histerezy. Rezygnacja z kosztownych instrumentów opartych na źródle laserowym sprawia, że proponowany czujnik staje się bardziej praktyczny w przypadku dużych produkcji, przy jednoczesnym zachowaniu dobrych parametrów wykrywania. W oparciu o wyniki eksperymentu, proponowany czujnik acetonu ma potencjał przekonujący jako wczesny biomarker narzędzia diagnostycznego cukrzycy.
Rocznik
Strony
71--75
Opis fizyczny
Bibliogr. 24 poz. rys.
Twórcy
  • Faculty of Electrical Engineering. Universiti Teknikal Malaysia Melaka, Hang Tuah Jaya, 76100 Durian Tunggal, Melaka, Malaysia
  • Faculty of Electrical Engineering. Universiti Teknikal Malaysia Melaka, Hang Tuah Jaya, 76100 Durian Tunggal, Melaka, Malaysia
  • Faculty of Electronic and Computer Engineering, Universiti Teknikal Malaysia Melaka, Hang Tuah Jaya, 76100 Durian Tunggal, Melaka, Malaysia
  • Faculty of Electrical and Electronic Engineering Technology, Universiti Teknikal Malaysia Melaka, Hang Tuah Jaya, 76100 Durian Tunggal, Melaka, Malaysia
autor
  • Faculty of Electrical and Electronic Engineering Technology, Universiti Teknikal Malaysia Melaka, Hang Tuah Jaya, 76100 Durian Tunggal, Melaka, Malaysia
  • Faculty of Electrical Engineering. Universiti Teknikal Malaysia Melaka, Hang Tuah Jaya, 76100 Durian Tunggal, Melaka, Malaysia
  • Department of Electrical Engineering, University of Malaya, Kuala Lumpur 50603, Malaysia
  • Department of Electrical Engineering, University of Malaya, Kuala Lumpur 50603, Malaysia
Bibliografia
  • [1] J. Karalliedde and L. Gnudi, "Diabetes mellitus, a complex and heterogeneous disease, and the role of insulin resistance as a determinant of diabetic kidney disease," Nephrology dialysis transplantation, vol. 31, pp. 206-213, 2016.
  • [2] C. Deng, J. Zhang, X. Yu, W. Zhang, and X. Zhang, "Determination of acetone in human breath by gas chromatography–mass spectrometry and solid-phase microextraction with on-fiber derivatization," Journal of Chromatography B, vol. 810, pp. 269-275, 2004.
  • [3] V. Saasa, T. Malwela, M. Beukes, M. Mokgotho, C.-P. Liu, and B. Mwakikunga, "Sensing technologies for detection of acetone in human breath for diabetes diagnosis and monitoring," Diagnostics, vol. 8, p. 12, 2018.
  • [4] M. Righettoni, A. Tricoli, and S. E. Pratsinis, "Si: WO3 sensors for highly selective detection of acetone for easy diagnosis ofdiabetes by breath analysis," Analytical chemistry, vol. 82, pp. 3581-3587, 2010.
  • [5] P. Makaram, D. Owens, and J. Aceros, "Trends in nanomaterial-based non-invasive diabetes sensing technologies," Diagnostics, vol. 4, pp. 27-46, 2014.
  • [6] H. R. B. A. Rahim, S. Manjunath, H. Fallah, S. Thokchom, S.W. Harun, W. S. Mohammed, et al., "Side coupling of multiple optical channels by spiral patterned zinc oxide coatings on large core plastic optical fibers," Micro & Nano Letters, vol. 11, pp. 122-126, 2016.
  • [7] M. H. Jali, H. R. A. Rahim, S. S. Hamid, M. A. M. Johari, H. H. M. Yusof, S. Thokchom, et al., "Microfiber loop resonator for formaldehyde liquid sensing," Optik, vol. 196, p. 163174, 2019.
  • [8] K. Tian, B. Tudu, and A. Tiwari, "Growth and characterization of zinc oxide thin films on flexible substrates at low temperatureusing pulsed laser deposition," Vacuum, vol. 146, pp. 483-491, 2017.
  • [9] A. Araújo, A. Pimentel, M. J. Oliveira, M. J. Mendes, R. Franco, E. Fortunato, et al., "Direct growth of plasmonic nanorod forests on paper substrates for low-cost flexible 3D SERS platforms," Flexible and Printed Electronics, vol. 2, p. 014001, 2017.
  • [10] C. Zhang, Q. Luo, H. Wu, H. Li, J. Lai, G. Ji, et al., "Roll-to-roll micro-gravure printed large-area zinc oxide thin film as the electron transport layer for solution-processed polymer solar cells," Organic Electronics, vol. 45, pp. 190-197, 2017.
  • [11] W. Wójcik, M. Vistak, Z. Mykytyuk, I. Diskovskyi, and R. Fafula, "Simulation of the light propagation in structured matrices with liquid crystal for optical sensor active medium designing," Przegląd Elektrotechniczny, vol. 96, 2020.
  • [12] C. Fung, J. Lloyd, S. Samavat, D. Deganello, and K. Teng, "Facile fabrication of electrochemical ZnO nanowire glucose biosensor using roll to roll printing technique," Sensors and Actuators B: Chemical, vol. 247, pp. 807-813, 2017.
  • [13] S. Hjertén and Y. Kunquan, "High-performance liquid chromatography of macromolecules on agarose and its derivatives," Journal of Chromatography A, vol. 215, pp. 317-322, 1981.
  • [14] M. Batumalay, S. W. Harun, N. Irawati, H. Ahmad, and H. Arof, "A study of relative humidity fiber-optic sensors," IEEE Sensors Journal, vol. 15, pp. 1945-1950, 2014.
  • [15] H. A. Zain, M. Batumalay, H. R. A. Rahim, M. Yasin, and S. W. Harun, "HEC/PVDF coated microbottle resonators for relative humidity detection," Optik, vol. 232, p. 166534, 2021.
  • [16] H. H. M. Yusof, S. W. Harun, K. Dimyati, T. Bora, K. Sterckx, W. S. Mohammed, et al., "Low-cost integrated zinc oxide nanorod-based humidity sensors for arduino platform," IEEE Sensors Journal, vol. 19, pp. 2442-2449, 2018.
  • [17] P. C. Zieger, "Effects of relative humidity on aerosol light scattering," ETH Zurich, 2011.
  • [18] S. Azad, E. Sadeghi, R. Parvizi, A. Mazaheri, and M. Yousefi, "Sensitivity optimization of ZnO clad-modified optical fiber humidity sensor by means of tuning the optical fiber waist diameter," Optics & Laser Technology, vol. 90, pp. 96-101, 2017.
  • [19] H. H. M. Yusof, S. W. Harun, K. Dimyati, T. Bora, W. S. Mohammed, and J. Dutta, "Optical dynamic range maximization for humidity sensing by controlling growth of zincoxide nanorods," Photonics and Nanostructures-Fundamentals and Applications, vol. 30, pp. 57-64, 2018.
  • [20] S. Azad, E. Sadeghi, R. Parvizi, and A. Mazaheri, "Fast response relative humidity clad-modified multimode optical fiber sensor with hydrothermally dimension controlled ZnO nanorods," Materials Science in Semiconductor Processing, vol. 66, pp. 200-206, 2017.
  • [21] H. H. M. Yusof, M. H. Jali, M. A. M. Johari, K. Dimyati, S. W. Harun, M. Khasanah, et al., "Detection of formaldehyde vapor using glass substrate coated with zinc oxide nanorods," IEEE Photonics Journal, vol. 11, pp. 1-9, 2019.
  • [22] M. H. Jali, H. R. A. Rahim, M. A. M. Johari, H. H. M. Yusof, B. Rahman, S. W. Harun, et al., "Formaldehyde sensing using ZnO nanorods coated glass integrated with microfiber," Optics & Laser Technology, vol. 120, p. 105750, 2019.
  • [23] H. R. B. A. Rahim, M. Q. B. Lokman, S. W. Harun, G. L. Hornyak, K. Sterckx, W. S. Mohammed, et al., "Applied light-side coupling with optimized spiral-patterned zinc oxide nanorod coatings for multiple optical channel alcohol vapor sensing," Journal of Nanophotonics, vol. 10, p. 036009, 2016.
  • [24] M. H. Jali, H. R. A. Rahim, M. A. M. Johari, U. Ali, S. H. Johari, H. Mohamed, et al., "Formaldehyde sensor with enhanced performance using microsphere resonator-coupled ZnO nanorods coated glass," Optics & Laser Technology, vol. 139, p. 106853, 2021.
Uwagi
Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).
Typ dokumentu
Bibliografia
Identyfikator YADDA
bwmeta1.element.baztech-51253a2c-b1e6-4956-bb1a-650b6339bdd3
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.