Vše

Co hledáte?

Vše
Projekty
Výsledky výzkumu
Subjekty

Rychlé hledání

  • Projekty podpořené TA ČR
  • Významné projekty
  • Projekty s nejvyšší státní podporou
  • Aktuálně běžící projekty

Chytré vyhledávání

  • Takto najdu konkrétní +slovo
  • Takto z výsledků -slovo zcela vynechám
  • “Takto můžu najít celou frázi”

Improving QCM Biosensor Efficiency by Flow Cell Modification

Identifikátory výsledku

  • Kód výsledku v IS VaVaI

    <a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F60461373%3A22340%2F25%3A43933489" target="_blank" >RIV/60461373:22340/25:43933489 - isvavai.cz</a>

  • Výsledek na webu

    <a href="http://www2.it.cas.cz/fm/im/im/proceeding/2025/21" target="_blank" >http://www2.it.cas.cz/fm/im/im/proceeding/2025/21</a>

  • DOI - Digital Object Identifier

    <a href="http://dx.doi.org/10.14311/TPFM.2025.021" target="_blank" >10.14311/TPFM.2025.021</a>

Alternativní jazyky

  • Jazyk výsledku

    angličtina

  • Název v původním jazyce

    Improving QCM Biosensor Efficiency by Flow Cell Modification

  • Popis výsledku v původním jazyce

    Biosensors based on quartz crystal microbalance (QCM) are often used for detection of biomolecules, pathogens, or viruses. The biological analyte gets captured at the QCM crystal surface, leading to a change in the crystal resonant frequency and analyte detection. However, with standard biosensor geometry, most of the analyte is captured in regions where the crystal sensitivity is limited. In this work, we investigate how changes in the biosensor geometry influence the spatial distribution of the captured analyte. Using a custom implementation of an immersed boundary method, we add obstacles on the non-detecting top wall of the biosensor flow cell, which is motivated by the possibility to 3D print this surface. Next, we simulate the biomolecules as Lagrangian particles with the Brownian motion taken into account and evaluate the probability of the analyte detection. Several different variants of obstacle shapes and layouts were tested. With the best obstacle configuration found, the amount of analyte captured in the most sensitive region of the crystal was 17% higher than in the standard configuration. The obtained results may be used (i) to generate QCM sensor geometries and validate this computational study, and (ii) as a basis for the development of less computationally demanding models usable in automatic optimization of the QCM biosensor geometry.

  • Název v anglickém jazyce

    Improving QCM Biosensor Efficiency by Flow Cell Modification

  • Popis výsledku anglicky

    Biosensors based on quartz crystal microbalance (QCM) are often used for detection of biomolecules, pathogens, or viruses. The biological analyte gets captured at the QCM crystal surface, leading to a change in the crystal resonant frequency and analyte detection. However, with standard biosensor geometry, most of the analyte is captured in regions where the crystal sensitivity is limited. In this work, we investigate how changes in the biosensor geometry influence the spatial distribution of the captured analyte. Using a custom implementation of an immersed boundary method, we add obstacles on the non-detecting top wall of the biosensor flow cell, which is motivated by the possibility to 3D print this surface. Next, we simulate the biomolecules as Lagrangian particles with the Brownian motion taken into account and evaluate the probability of the analyte detection. Several different variants of obstacle shapes and layouts were tested. With the best obstacle configuration found, the amount of analyte captured in the most sensitive region of the crystal was 17% higher than in the standard configuration. The obtained results may be used (i) to generate QCM sensor geometries and validate this computational study, and (ii) as a basis for the development of less computationally demanding models usable in automatic optimization of the QCM biosensor geometry.

Klasifikace

  • Druh

    D - Stať ve sborníku

  • CEP obor

  • OECD FORD obor

    10102 - Applied mathematics

Návaznosti výsledku

  • Projekt

  • Návaznosti

    S - Specificky vyzkum na vysokych skolach<br>I - Institucionalni podpora na dlouhodoby koncepcni rozvoj vyzkumne organizace

Ostatní

  • Rok uplatnění

    2025

  • Kód důvěrnosti údajů

    S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů

Údaje specifické pro druh výsledku

  • Název statě ve sborníku

    Topical Problems of Fluid Mechanics 2025

  • ISBN

    978-80-87012-05-5

  • ISSN

    2336-5781

  • e-ISSN

  • Počet stran výsledku

    8

  • Strana od-do

    159-166

  • Název nakladatele

    Ústav termomechaniky AV ČR, v.v.i.

  • Místo vydání

    Praha

  • Místo konání akce

    Praha

  • Datum konání akce

    12. 2. 2025

  • Typ akce podle státní příslušnosti

    EUR - Evropská akce

  • Kód UT WoS článku

    001597458700021