RF to microwave interferometer for cell detection in a microfluidic channel

Abstract

Estudio de un interferómetro para detectar diferente tipo de células.

This thesis presents a two port connectorized RF to microwave interferometer for single cell detection and characterization in a microfluidic channel. To allow setting the operational frequency within a broad bandwidth (4-18 GHz), mechanically precision tuneable components are used. The interferometer behaviour is characterized by measuring its scattering parameters (S-parameters) with a vector network analyser (VNA). The required components were sourced and assembled in a custom designed PMMA box to avoid external interference due to slight movements of the circuit and thus improve the stability and sensitivity of the interferometer. Measurements show a deep and stable interference with a level of -89dB and a quality factor of Q=1.154e6. Also a deeper interference of –99dB and a quality factor Q=4.063e6 has been reported but less stable. From this results obtained during this thesis, we can conclude that the interferometer is ready for cell sensing but it would be better to first improve the depth of the null isolating the system from external factors and including electronic tuning components.

Esta tesis presenta un interferómetro de RF a microondas para la detección de células en un canal microfluídico. Es un sistema de dos puertos de conexión. Para permitir que el interferómetro trabaje ajustado a una frecuencia en un ancho de banda amplio (4-18 GHz) se han utilizado componentes de ajuste. El comportamiento del interferómetro se ha caracterizado midiendo los parámetros de scattering (parámetros S) con un analizador de redes. Los componentes se han ensamblado en una caja diseñada con plástico PMMA para evitar la interferencia externa provocada por movimientos ligeros del circuito y para mejorar la estabilidad y la sensibilidad del interferómetro. Las medidas muestran una interferencia estable y profunda de -99dB con un factor de calidad Q=4. 063e6. De los resultados obtenidos durante la tesis se concluye que el interferómetro está preparado para la detección de células pero queda pendiente de la mejora del nivel de la interferencia aislando el interferómetro de factores externos e incluyendo componentes de ajuste electrónicos.

Aquesta tesis presenta un interferòmetre de RF a microones per la detecció de cèl·lules en un canal microfluídic. Es un sistema de dos ports de connexió. Per permetre que l’interferòmetre treballi ajustat a una freqüència amb un ample de banda gran (4-18 GHz) s’han utilitzat components d’ajust. El comportament de l’interferòmetre ha sigut caracteritzat mesurant els paràmetres scattering (paràmetres S) amb un analitzador de xarxes. Els components han sigut acoblats en una caixa de plàstic PMMA per evitar la interferència externa provocada per lleugers moviments del circuit i per millorar l’estabilitat y la sensitivitat de l’interferòmetre. Les mesures mostren una interferència estable i profunda de -99dB amb un factor de qualitat Q=4.063e6. Dels resultats obtinguts durant la tesis es conclou que l’interferòmetre està preparat per la detecció de cèl·lules però queda pendent de la millora del nivell de la interferència aïllant l’interferòmetre de factors externs i incloent components d’ajust electrònics.