Nörotransmitter konsantrasyon ölçümü için amperometri cihaz tasarımı ve üretimi
Design and production of an amperometry device for measuring neurotransmitter concentration
Yazar: MİRAÇ DİLRUBA GEYİKOĞLU
Danışman: DOÇ. DR. BÜLENT ÇAVUŞOĞLU
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Elektronik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2015
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Beyin hastalıklarının tanı ve tedavisinde, beyindeki nörotransmitterlerin konsantrasyonları ve bu konsantrasyon miktarlarının zamana bağlı değişimleri büyük öneme sahiptir. Bu çalışmada nörotransmitterlerin konsantrasyon değişimlerinin saniye temelli ölçümleri için bir cihaz üretilmiştir. Bu cihaz tasarlanırken temel alınan elektrokimyasal ölçüm tekniği, aktive edilmiş nörotransmitter konsantrasyonuna bağlı olarak akımın zamanla değişiminin ölçüldüğü amperometridir. Cihazın tasarımında kaçak akımlar, gürültü azaltımı gibi unsurlar ele alınarak, kabul edilebilir seviyelere düşürülmüşlerdir. Nörotransmitter ölçümlerinden elde edilen, 10-9 düzeyindeki akımlar yükseltildiğinden, tasarımda kullanılan opamplarda oluşacak kaçak akımlar gözönünde bulundurularak, 1012 ohm giriş direncine sahip opamplar kullanılmış ve kaçak akımlar pA'ler mertebesine düşürülmüştür. Cihazda, gürültü oluşturabilecek tüm unsurlar gerek kablolama gerekse devre tasarımı esnasında dikkate alınmış ve gürültü seviyeleri en aza indirgenmeye çalışılmıştır. Ayrıca, bu cihaza entegre olarak, nörotransmitter aktivasyonu için gerekli olan sabit referans gerilimi için 0.7 V'luk çıkış değeri sağlayan devre de tasarlanmıştır. Böylece başka sistemlere ihtiyaç duymadan tek başına çalışabilecek mobil bir nörotransmitter konsantrasyon ölçüm cihazı elde edilmiştir.

Abstract:
Concentration of neurotransmitters in the brain and the time-dependent change in these concentrations is of great importance in the diagnosis and treatment of brain disorders. In this study, a device has been designed for second-based measurements of the concentration change of neurotransmitters. The underlying electrochemical measurement technique, taken into account in the design of this device, is amperometry in which the current, produced by the existence of activated neurotransmitter, versus time is measured. Leakage current and noise reduction have been taken into consideration in the design of the device and they have been brought down to acceptable ranges. Since the currents obtained from the neurotransmitter consantrations are in the ranges of 10-9, leakage currents have been also taken into consideration in the design. Hence, opamps with 1012 ohm input resistance value have been preferred and the leakage currents have been reduced to pA levels. All of the factors that can contribute to the noise levels of the device have been taken into account and the noise levels have been tried to be reduced to the least possible value. In addition, another circuit which provides 0.7 V fixed potential fort he neurotransmitter activation have been also designed and integrated with this device. As a result, a mobile neurotransmitter concentration measurement device which can operate indepently have been produced in this study.