Symulacja widm impedancyjnych struktur biologicznych na elektrodach palczastych

• Autorzy: Wroński M. , Piasecki T. , Nitsch K.

Warianty tytułu

EN

Simulation of impedance spectra of biological structures on interdigitated electrodes

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Zaimplementowano dwie metody symulacji widm impedancyjnych zawiesin bakterii. Pierwsza oparta jest na opisanych zależnościami Maxwella-Wagnera-Sillarsa właściwościach elektrycznych struktur wielofazowych. Metoda druga polega na przeliczeniu obrazu, przedstawiającego rozkład bakterii w dwuwymiarowej celce pomiarowej z wbudowanymi elektrodami, na odpowiednią sieć elementów RC. Używając metody napięć węzłowych obliczono impedancję elektryczną danej sieci w szerokim zakresie częstotliwości. Otrzymane w wyniku symulacji widma impedancyjne porównano z widmami otrzymanymi z pomiarów zawiesin bakterii E. coli na elektrodach palczastych.

EN

Two methods of impedance spectra simulation has been implemented. First method, based on Maxwell-Wagner-Sillars theorem, is based on calculation of electrical properties of two phase mixture – suspension media and unicellular organisms modeled as phospholipids-coated cytoplasm. Second method was based on transposition of picture showing the layout of bacteria in 2D measurement well with embedded interdigitated electrodes into RC elements network. Using node potential method one can calculate equivalent impedance of given network in chosen frequency range. Simulated data and measured E. coli suspension impedance spectra have been compared.

Słowa kluczowe

PL

spektroskopia impedancyjna; metoda potencjałów węzłowych; elektrody palczaste; widmo impedacyjne

EN

impedance spectroscopy; node potential method; interdigitated electrode; impedance spektra

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2010
• Tom: R. 86, nr 10
• Strony: 150--153
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Wroński M.

autor

Piasecki T.

autor

Nitsch K.

• Wydział Elektroniki Mikrosystemów i Fotoniki, Politechnika Wrocławska, ul. Janiszewskiego 11/17, 50-372 Wrocław,

Bibliografia

• [1] Asami K., Characterization of heterogeneous systems by dielectric spectroscopy, Progress in Polymer Science, 27, 8 (2002) 1617-1659
• [2] Bar soukov E., Macdonald J. R., Impedance spectroscopy: theory, experiment, and applications, Wiley InterScience, Hoboken (2005)
• [3] Bei W. , Zhao K. S., Asami K., Dielectric properties of E. coli cell as simulated by the three-shell spheroidal model, Biophysical Chemistry, 122, 2 (2006) 136-142
• [4] Brosseau C., Modelling and simulation of dielectric heterostructures: a physical survey from an historical perspective, Journal of Physics D: Applied Physics, 39, 7 (2006), 1277-1294
• [5] Clerc J. P., Giraud G., Laugier J. M., Luck J. M., The electrical conductivity of binary disordered systems, percolation clusters, fractals and related models, Advances In Physics, 39, 3 (1990), 191-301
• [6] Coverdale R. T., Jennings H. M., Garboczi E. J., An improved model for simulating impedance spectroscopy, Computational Materials Science, 3 (1995), 465-474
• [7] Grimnes S., Martinsen O., Bioimpedance and bioelectricity basics, second edition, Academic Press, London (2008)
• [8] Ivorra A ., Gómez R., Aguiló E.: A SPICE netlist generator to simulate living tissue electrical impedance, Proceedings of the XII International Conference on Electrical BioImpedance, Gdansk, Poland (2004), 317-320
• [9] Olthuis W., Streekstra W., Bergveld P., Theoretical and experimental determination of cell constants of planarinterdigitated electrolyte conductivity sensors, Sensors and Actuators B: Chemical, 24, 1-3 (1995), 252-256