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Capacitive Biosensing of Bacterial Cells: Sensitivity Optimization

机译：细菌细胞的电容式生物传感：灵敏度优化

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Capacitive biosensors are promising tools toward detection of bacterial cells. However, their sensitivity remains insufficient compared with more conventional techniques. To understand how to optimize it, we propose a complete and quantitative analysis of the sensitivity of capacitive biosensors using a previously developed 2-D numerical simulator based on Poisson–Nernst–Planck equations. All key parameters of the electrolyte, bacterial cell, and electrode design are investigated, studied, and optimized. For each, an analytical expression relating the sensitivity to the parameter of interest is given. The guidelines and design tools, provided throughout this paper for the designer of capacitive biosensors, are eventually demonstrated by improving the sensitivity of our device under test by a factor of 4. Discussions based on experimental values and analytical models are provided throughout this paper.
机译：电容式生物传感器是检测细菌细胞的有前途的工具。但是，与更常规的技术相比，它们的灵敏度仍然不足。为了了解如何对其进行优化，我们建议使用以前开发的基于Poisson–Nernst–Planck方程的二维数值模拟器对电容式生物传感器的灵敏度进行完整和定量的分析。研究，研究和优化了电解质，细菌细胞和电极设计的所有关键参数。对于每个，给出了将灵敏度与目标参数相关的解析表达式。通过将我们的被测设备的灵敏度提高4倍，最终证明了本文中为电容式生物传感器设计者提供的指导原则和设计工具。整篇文章均基于实验值和分析模型进行了讨论。

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