Biosensori – Terzo Appello Estivo anno 2013/2014 Cognome e Nome: n° di matricola: 17 – 07 – 2014 La durata della prova è di 120 minuti. Non è possibile consultare né libri di testo né appunti. E’ consentito soltanto l’uso della calcolatrice Esercizio 1 Considerando la seguente tabella riportante i dati raccolti per la taratura di un sensore di temperatura, si determini: - l’incertezza di taratura assoluta e in termini relativi riferiti al massimo valore del campo di misura (supposto 50oC). Si disegni in modo schematico la funzione di taratura e la rispettiva curva di taratura [6] - l’approssimazione lineare della curva di taratura (riferita agli estremi) esplicitandone l’equazione; la costante di taratura, la sensibilità ed il massimo errore di non linearità in termini assoluti [8] considerando valida l’approssimazione lineare trovata, si indichi la stima della temperatura misurata per un uscita di 2.3V [4] Uscita'[V] 1 1,5 2 2,5 3 Valori'del'misurando'[C] 34,75 35,10 35,45 36,26 35,90 36,08 37,31 37,12 36,56 38,22 37,95 37,91 38,97 38,39 39,16 35,28 35,54 36,93 37,38 39,13 Esercizio 2 Un biosensore catalitico potenziometrico per la misura di glucosio è realizzato tramite un elettrodo a vetro modificato (il cui potenziale di offset E0 è pari a 0.1V). L’enzima GOD ha una Km di 0.1 M. La concentrazione di glucosio nel sangue, può variare da 1 o 2 mM in condizioni di ipoglicemia, fino a 20 mM in caso di elevata iperglicemia. Si consideri un tipico sensore potenziometrico in cui K2=1s-1, Ds=Dp, con Ds=10-10 m2s-1 , [E] vale 0.02 mM, lo spessore dello strato enzimatico è pari a 1mm. - - Schematizzare lo strumento proposto, riportando graficamente la struttura del ph-metro a vetro modificato, le tensioni di elettrodo e la relativa tensione di uscita VAB in funzione del substrato [8]. Progettare un circuito di lettura che abbia un’uscita positiva in caso di test positivo e negativa nel caso contrario, considerando la soglia di discriminazione per il diabete pari a 10 mM e un’uscita di 0.5V per la concentrazione di glucosio pari 20mM. Riportare quindi la curva di taratura ottenuta e rappresentarla graficamente. [4]. Nota: L’acido gluconico si dissocia in H+ e C6H11O7 - in proporzione 1:1 (ovvero per ogni mole di acido gluconico ne otteniamo una di H+) Docente: Nicola Carbonaro Anno Accademico 2013/14 Biosensori – Terzo Appello Estivo anno 2013/2014 Cognome e Nome: n° di matricola: 17 – 07 – 2014 TEORIA (rispondere in modo sintetico, focalizzandosi solo sulla domanda richiesta avvalendosi di grafici, schemi circuitali, diagrammi e formule; snellendo e supportando quindi la trattazione testuale) 1. Discutere il principio di funzionamento dei termistori, le relative equazioni e la dove necessarie le tecniche di linearizzazione e di calcolo del relativo errore. [10] 2. Bioelettrodi per la misura dell’elettrocardiogramma (ECG): descrivere il disturbo dovuto a uno squilibrio dell’impedenza tra gli elettrodi. (Suggerimento: Riportare lo schema circuitale di acquisizione di ECG, la schematizzazione generica di un elettrodo, calcolare la funzione di trasferimento, e commentare nel dettaglio i risultati ottenuti) [10] 3. Descrivere il metodo di trasduzione SPR per la lettura di immunosensori: esporre il principio base di funzionamento, una rappresentazione grafica del suo utilizzo, vantaggi e svantaggi di questa tecnica. [10] Docente: Nicola Carbonaro Anno Accademico 2013/14