I nd o ne s ia n J o urna l o f   E lect rica l En g ineering   a nd   Co m p u t er   Science   Vo l.   10 ,   No .   1 A p r il   2 0 1 8 ,   p p .   84 ~ 9 3   I SS N:  2 5 0 2 - 4752,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /i j ee cs.v 1 0 . i1 . p p 84 - 9 3          84       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ia e s co r e. co m/jo u r n a ls /in d ex . p h p / ijeec s   Verific a tion  of  Q ua rt z  Crys tal M i c ro ba la nce Arr a y   U sing   Vect o Netw o rk   Ana ly z er  and  O p enQ CM       Ah m a d Anw a Z a i nu d din 1 ,   Anis   Nura s hi kin   No rdin 2   ,   Ro s m ina zui n Ab.   Ra hi m 3 ,   Aliza   Aini M d.  Ra lib 4 Sh er o K ha n 5 Cy ril  G uin e s 6 M a t t hieu Cha t ra s 7 ,   Arna ud   P o t h ier 8   1 , 2, 3, 4 , De p a rtm e n o f   El e c tri c a a n d   Co m p u ter E n g in e e rin g ,   Ku l li y y a h   o f   En g in e e rin g ,     In tern a ti o n a Isla m ic Un iv e rsit y   M a la y sia ,   Ku a la L u m p u r,   M a lay s ia   6, 7, X L IM   Re se a rc h   In stit u te,  UM CNRS  7 2 5 2   Un iv e rsité d e   L imo g e s,  L i m o g e s C e d e x ,   F ra n c e       Art icle  I nf o     AB ST RAC T     A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   J an   13 ,   2 0 1 8   R ev i s ed   Mar   15 ,   2 0 1 8   A cc ep ted   Mar   30 ,   2 0 1 8       Qu a rtz  Cry sta M icro b a lan c e   (QCM)  is  a   d e v ice   th a a ll o w n o n - d e stru c ti v e   m e a su re m e n ts  o f   in   situ   re a c ti o n   a c ti v it ies .   In   th is  a rti c le,   a n   a rra y   c o m p risin g   o f   six   3 M Hz   QCM  se n so rs  i n   a n   a rra y   w e re   c h a ra c t e riz e d   u sin g   a   v e c to n e tw o rk   a n a l y z e a n d   Op e n QCM,   a   p o rta b le  m e a su rin g   in stru m e n th a m e a su re c h a n g e   in   re so n a n c e   f re q u e n c y .   M e a su re m e n ts  o f   S 2 1   tran sm issio n   c h a ra c teristics   u sin g   th e   v e c to n e tw o rk   a n a l y z e p ro v id e th e   re so n a n c e   f re q u e n c y   a n d   c a n   a lso   b e   u se d   t o   d e riv e   th e   RL e q u iv a len t   e lec tri c a c ircu it   v a lu e o f   a   r e so n a n tw o - p o rt  n e tw o rk   b a se d   o n   t h e   Bu tt e rw o rth - V a n   Dy k e   m o d e l.   In   th is  w o rk ,   R m , L m , C m   a n d   C w e r e   o b tain e d   v ia  c u rv e - f it ti n g   o f   th e   m e a su re m e n re su lt to   th e   sim u late d   re su lt s.  M e a su re m e n ts  w e r e   d o n e   in   tri p li c a tes   to   v e rify   re p ro d u c ib il i ty   f o a ll   6   se n so rs.  F o c o m p a riso n ,   m e a su re m e n ts  w e re   a lso   d o n e   u sin g   a   p o rtab le,   o p e n - s o u rc e   in str u m e n t,   Op e n Q CM .   T h e   Op e n QCM   in str u m e n d irec tl y   m e a su re c h a n g e in   re so n a n c e   fre q u e n c ies ,   m a k in g   it   id e a f o b io se n si n g   e x p e ri m e n ts,   w h ich   c o rre late   c h a n g e in   m a ss   w it h   c h a n g e s   in   re so n a n c e   f re q u e n c ies .   Co m p a riso n   b e tw e e n   re so n a n c e   f re q u e n c y   m e a su re m e n ts  u sin g   V NA   a n d   Op e n QCM  e x h i b it   l o w   p e rc e n ta g e   d iff e r e n c e   0 . 2 % .     T h is  QCM   se n so a rra y   h a s   th e   p o ten ti a o f   c o n d u c ti n g   re a l - ti m e ,   p o in t - of - c a re   a n a l y s e s   f o d e tec ti o n   o f   b io l o g ica m o lec u les .   K ey w o r d s :   Qu ar tz  C r y s tal  M icr o b alan ce   P o in t - of - C ar e   Q - F ac to r   Sen s o r   A r r a y   Op en QC M   E q u iv ale n C ir cu it   Co p y r ig h ©   2 0 1 8   In stit u te o A d v a n c e d   E n g i n e e rin g   a n d   S c ien c e   Al rig h ts  re se rv e d .   C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   An is   N u r as h i k i n   No r d in   Dep ar t m en t o f   E lectr ical  an d   C o m p u ter   E n g in ee r i n g ,   K u lli y y ah   o f   E n g in ee r i n g ,     I n ter n atio n al  I s la m ic  U n iv er s it y   Ma la y s ia,     Ku ala   L u m p u r ,   Ma la y s ia .   E m ail:  a n is n n @ iiu m . ed u . m y       1.   I NT RO D UCT I O N     Ov er   t h p ast  t w o   d ec ad es,  in te n s i v r esear c h   o n   b io s en s o r s   h av e   b ee n   ca r r ied   o u i n   t h e   d ev elo p m en o f   lab el - f r ee   q u an ti f icatio n   an d   p o in t - of - ca r e   m ed ical  d iag n o s tic s   [ 1 ] [ 4 ] .   B io s en s o r s   ca n   b d ef in ed   as  a n al y tical  d ev ice s   th at  ca p tu r b io lo g ical  r esp o n s es  as s o ciate d   w ith   p ar ti cu lar   d is ea s ( b io - r ec o g n itio n   ele m en t)   i n   t h e   f o r m   o f   d etec tib le  elec tr ic al  s ig n al s   ( tr an s d u ctio n   m e t h o d ) .   So m t y p ical   ex a m p le s   o f   b io - r ec o g n itio n   ele m e n ts   ar ce lls ,   e n z y m e s ,   b io m o lec u les,  ap ta m er s ,   an d   an tib o d ies  [ 5 ] .   T h e   tr an s d u ct io n   m eth o d   ca n   tr a n s late  th e s b io - r ec o g n itio n   ele m en ts   i n to   q u an t if iab le  s ig n al s .   Sev er al  t y p e s   o f   tr an s d u ce r s   h a v b ee n   e m p lo y ed   o v er   th y ea r s   as  b io s e n s o r s e. g .   elec tr o ch e m ical  [ 6 ] , [ 7 ] ,   m ass - s e n s in g   ( m ec h a n ical)   [ 8 ] , [ 9 ] ,   o p tical  [ 10 ] , [ 11 ] ,   an d   f ield - e f f ec t tr an s is to r s   [ 12 ] .     T h er is   an   in cr ea s i n g   d e m a n d   f o r   s p ec if ic,   lo w   co s t,  p o r tab le  an d   h ig h l y   s en s iti v b io s en s o r s .   P o in t - of - ca r ( P OC )   b io s e n s o r   s y s te m s   p r o v id es  co m p r eh e n s i v s o lu t io n   a s   it   p r o v id es  l ab el  f r ee   d etec tio n ,   r ea l - ti m m o n ito r in g ,   th at  is   ea s il y   p o r tab le  w h ich   i s   also   r elativ el y   c h ea p   [ 1 ], [ 13 ] [ 22 ] .   T ec h n icall y ,   P OC   d ev ices  ca n   b class if ied   as  p o r tab le  s y s te m s   th at   ar s ep ar ate  f r o m   o t h er   m in ia tu r ized   p l atf o r m s   d u to   t h eir   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:  2502 - 4752       V erif ica tio n   o f Q u a r tz   C r ys ta l Micro b a la n ce   A r r a Usi n g   V e cto r   N etw o r . . . .   ( A h ma d   A n w a r   Za in u d d in )   85   ab ilit y   to   p er f o r m   an al y s e s   in   th f ield .   T h ese  s y s te m s   ca n   also   b im p le m e n ted   s u c h   th a it  in teg r ate s   w it h   th m u ltip le  ex is ti n g   lab   p r o ce s s es  u s in g   m icr o f l u id ic  s y s te m s   th at  a llo w s   d etec tio n   u s i n g   v ar io u s   t y p es  o f   tr an s d u ct io n   m eth o d s   a n d   r ea l - ti m r es u lt a cq u i s itio n s   [ 23 ] .     Am o n g   t h d if f er en t y p e s   o f   tr an s d u c tio n   m eth o d s ,   o p tical  m et h o d s   s u c h   as  s u r f ac e - p las m o n   r eso n an ce   o r   SP R ,   f l u o r escen ce ,   an d   o p tical  ca v it y   r e s o n ato r s   w er r ep o r ted   to   b s o m o f   t h m o s s en s iti v e   [ 10 ] , [ 11 ] , [ 21 ] .   SP R s   m ea s u r s u r f ac e - b ased   c h e m ical  r ea cti o n s   t h at  co r r esp o n d   to   r e f r ac tiv i n d ex   ch a n g es ,   th u s   g i v i n g   ch an g to   th o p tical  s ig n al.   SP R s   ar h o w ev er ,   im p r ac tical  f o r   P OC   ap p licatio n s   d u to   its   ex p en s iv eq u ip m e n w h ic h   al s o   r eq u ir s p ec if ic  tech n ical  e x p er tis to   o p er ate  [ 1 3 ] .   R ec e n w o r k   h a v s h o wn   in ter est   o n   a n al y s es   o f   o t h er   tr an s d u c tio n   m et h o d s   s u c h   as   el ec tr o ch e m ical   d etec tio n   a n d   m ass - s e n s i n g .   T h ese  m et h o d s   h av e x h ib ited   s ev er al  ad v an ta g es  f o r   in s ta n ce ,   ea s o f   o p er atio n ,   lo w   co s t,  a n d   m in i m al  o p er atin g   p r o ce d u r es  [ 6 ] - [ 9 ] .   Fu r th er m o r e ,   elec tr o ch em ica d etec tio n   lik elec tr o ch e m ical  i m p e d an ce   s p ec tr o s co p y   ( E I S)  an d   cy clic  v o lta m m etr y   ( C V)   u tili ze s   s cr ee n   p r in ted   el ec tr o d es  ( SP E s )   w h ich   ar co m m o n l y   u s ed   in   th e   b io s en s i n g   f ie ld   [ 24 ] [ 28 ] .   T h is   m e th o d   d etec ts   i m p ed an ce   o r   cu r r en ch a n g e s   i n   elec tr o d s u r f ac o w in g   to   tr an s p o r o r   s u r f ac r ea ctio n s   [ 23 ] .   H o w ev er ,   th is   m et h o d   is   p r in cip all y   ca te g o r ized   as  d estru cti v p r o ce s s   s in ce   i ap p lies   d ir ec cu r r e n t   ( DC )   an d   alter n ate  c u r r en ( AC )   th r o u g h   s y s te m ,   h e n c d eter io r atin g   t h elec tr o d s u r f ac e,   s p ec i f icall y   in   SP E   ap p licatio n s .   A lt h o u g h   t h p er m an e n c h a n g e   o n   t h elec tr o d s u r f ac is   i n   n a n o - r an g s ca le,   it  s t ill  d estab ilizes  t h c u r r en o r   i m p ed an ce   o f   t h s y s te m .   Hen ce ,   n o n - u n i f o r m   r e s u l t s   ar o b s er v ab le  if   t h s a m e   S P E   is   u s ed   i n   a n o th er   ap p lica tio n .   Fo r   th is   r ea s o n ,   m o s S P E s   ar d is p o s ab le,   w h er t h elec tr o d e s   ar o n l y   m ea n f o r   s i n g le - u s ap p li ca tio n s   f o r   s p ec if ic   tar g et   d e tectio n   a n d   s p ec i f ic   tr an s d u ct io n   m et h o d s   li k E I an d   C V   [ 29 ] .   A lt h o u g h   S P E s   ar lo w - co s t   P OC   d ev ic es,  it  w i ll  i n cr ea s e   o p er atio n al  co s t a n d   ti m esp e ciall y   w h en   i t in v o lv e s   estab li s h i n g   m u ltip le  te s ti n g   o r   r esu l t s   v er i f icatio n .   A p ar f r o m   t h e lectr o ch e m i ca m et h o d s ,   m as s - s en s i n g   o r   Qu ar tz  C r y s tal  Mic r o b alan ce   s en s o r s   ( QC Ms)   ar also   w id el y   u s ed   as  it  i s   n o n - d estru ct iv a n d   u ltra s e n s itiv e   s e n s o r .   T h ese  s en s o r s   o n l y   ap p l y   v er y   lo w   a m p lit u d alter n at cu r r en ts   ( A C )   to   t h to p   an d   b o tto m   elec tr o d s u r f ac es  o f   p iezo elec tr ic  s u b s tr ate s ,   t y p ical l y   A T - c u Qu ar tz  cr y s tals .   T h is   r esu lts   in   s u b s ta n tial l y   lo w   c u r r en b ein g   ap p lied   to   m ea s u r t h c h e m ical  i n ter ac ti o n s   o n   t h elec tr o d e’ s   s u r f ac e   w it h o u p h y s icall y   m o d i f y in g   it,  e n s u r i n g   lo n g er   u s a g a n d   r ep r o d u cib ilit y   o f   r esu lt s .   Fo r   ce r tain   e x p er i m e n ts ,   Q C M s   ca n   a ls o   b clea n ed   u s i n g   c h e m i s tr y   s o lu tio n s   o r   u ltra s o n ic  tr ea t m en t,  allo w i n g   it  to   b r eu s ed .   Du to   th is ,   Q C Ms   h a v b e en   w id el y   u s ed   f o r   b io ch e m i s tr y   d etec tio n   [ 30 ] [ 37 ] .   QC s e n s o r s   ca n   ev a lu a te  th e   c h an g es   i n   m as s   a n d   d en s it y - v is co s it y   o f   co m p le x   b io lo g ical  r e s p o n s es  o n   th s u r f ac o f   its   cr y s tal  s e n s o r   b ased   o n   ch a n g e s   in   t h r eso n an ce   f r eq u e n c y   [ 38 ] .   T h r eso n an ce   f r eq u e n c y   o f   t h p r o p ag atin g   ac o u s tic  wav t h r o u g h   t h s u r f ac o f   t h q u ar tz  w ill  r ed u ce   d u to   m a s s   ch a n g [ 39 ] [ 41 ] .     I n   m o s t c o m m o n   ca s es,  t h e s s en s o r s   ca n   ev e n   d etec f r eq u en c y   s h i f ts   o f   1   H z   b y   u s i n g   h i g h   f r eq u en c y   o s cil lato r s   ( in   th MH r an g e)   [ 42 ]   allo w in g   it   to   d etec m a s s e s   in   th s u b - n g   lev el.   T h QC Ms  g en er all y   h a v lo w   s p u r io u s   b u l k   s i g n a ls   an d   g o o d   tem p er atu r s tab ili t y .   T h w a v m o d in   a   QC i s   b u l k   t h ic k n e s s   s h ea r   m o d ( T SM) ,   w h ic h   allo w s   f o r   o p er atio n   in   b o th   d r y   a n d   l iq u id   en v ir o n m e n ts .   T h m as s - s e n s i n g   m eth o d   h a s   b ee n   u s ed   ( v ia   Sa u er b r e y   t h eo r y )   i n   v ar io u s   f ield s   s u ch   as  e n v ir o n m en ta l   an al y s es,  s ec u r it y   m o n ito r in g ,   f o o d   s af et y   a n d   m ed ical  d ia g n o s tics   [ 3 1 ] , [ 43 ] .   I n   r ec en y ea r s ,   an   i n cr ea s i n g   am o u n o f   liter atu r h as  b ee n   r ep o r ted   o n   th d ev elo p m e n o f   QC M   ar r ay s   in   b io s en s in g   ap p licat io n s   [ 44 ] [ 46 ] .   T h ese  w o r k s   aid   u s er s   to   ex ec u te  p ar allel  an d   s i m u lta n eo u s   m u lti - tar g et   a n al y s e s .   I w ill  s ig n i f ica n tl y   s i m p li f y   ted io u s   p r o ce d u r es  o f   m an ip u lati n g   co n ce n tr atio n s ,   d ata  r an g e,   an d   d if f er e n tar g et  m o lecu les  b y   h av i n g   m u lt ip le  ar r ay s   o n   s i n g le  d is k .   F u r t h er m o r e,   it  ca n   b in te g r ated   w it h   m icr o f lu id ic   s y s te m s   f o r   co n ti n u o u s   r eal - t i m e x p er i m e n t s   w it h o u s ig n i f ican er r o r   i n   q u al it y   f ac to r   [ 44 ] .   A   QC t h at  o p er ates  in   aq u eo u s   en v ir o n m en ca n   d etec d en s it y - v i s co s it y   a n d   ac o u s ti c   i m p ed an ce   e f f ec ts ,   m ak i n g   i t   h ig h l y   s e n s iti v e   d ev ice.   P lace m e n t   o f   s e v er al  Q C Ms   in   an   ar r a y   allo m u ltip le  p ar allel   m ea s u r e m e n ts ,   i m p r o v in g   th e   t h r o u g h p u o f   t h d ev ice.   A r r an g e m en o f   t h ese   s e n s o r s   i n   ar r ay   n ee d   to   tak in to   co n s id er atio n   s ev er al  asp ec ts   s u c h   a s   cr o s s - tal k   b et w ee n   s en s o r s ,   en er g y   lo s s   d u to   liq u id   d a m p i n g   an d   o t h er   f ac t o r s   [ 47 ] [ 49 ] .   On k e y   p o i n f o r   th d esi g n   o f   th e s s e n s o r s   is   t h at  t h Q - f ac to r   o f   ea ch   s en s o r   h a s   to   b h i g h   to   o v er co m liq u id   d a m p i n g .   A n   o p ti m al  g ap   b et w ee n   t h s e n s o r s   i s   al s o   n ec es s ar y   to   av o id   f r eq u e n c y   i n ter f er e n ce ,   h e n c d ec r ea s in g   th Q - f ac to r   er r o r   f o r   ea ch   s en s o r .     T h is   p ap er   f o cu s es  o n   t h s i m u latio n   a n d   v er i f icatio n   o f   th QC ar r a y   u s i n g   v ec to r   n et w o r k   an al y ze r   ( VN A )   an d   an   o p en   s o u r ce   p o r tab le  m ea s u r in g   i n s tr u m e n t,  ( Op en Q C M) .   I n   th i s   w o r k ,   w s i m u late   an d   f ab r icat s ix   3 MH o f   Q C s en s o r s   o n   s in g le  w a f er .   Desig n   d etails  o f   th Q C h a v b ee n   r ep o r ted   p r ev io u s l y   i n   [ 50 ] .   I n itial l y ,   clas s ical  B u tter w o r th - v an - D y k ( B VD)   m o d el  w as  u s ed   to   ca lcu late   th e   i m p ed an ce   p ar a m eter s   ( R L C )   o f   ea ch   QC s e n s o r .   T h r esu lt s   w er th e n   u s ed   to   s i m u late  r eso n an c e   f r eq u en c y   a n al y s e s   u s i n g   AD s o f t w ar e.   C o m p ar is o n   b et wee n   t h t h eo r etica an d   e x p er i m e n tal  r eso n an ce   f r eq u en c y   a n al y s e s   w a s   p er f o r m ed   n ex t.   T h is   r ep o r is   o r g an ized   i n to   s ix   s ec tio n s   w i th   t h f ir s t   s ec tio n   in tr o d u ci n g   th e   b io s en s o r   an d   th s i g n i f ica n ce   o f   P OC   in   d iag n o s t ic  ap p licatio n s .   Secti o n   2   co m p r is es   t h e   u n d er l y in g   th eo r ies b e h i n d   th e   p r o p o s ed   QC s en s o r   as  Sec tio n   3   d ea ls   w it h   t h A D S s i m u latio n   m o d el.   T h e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4752   I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci,   Vo l.  10 ,   No .   1 A p r il 2 0 1 8   :   8 4     9 3   86   m ea s u r e m e n t   s ett in g s   ar d esc r ib ed   in   Sect io n   4 .   Me a n w h ile ,   a ll c alc u latio n s   a n d   r elate d   m ea s u r e m en t   r es u lt s   ar p r esen ted   in   Sectio n   5 .   Sec tio n   6   s tates t h co n cl u s io n s   m ad f r o m   t h i s   r esear ch .       2.   B I O SE NSO P R I NCIP L E S   AND  DE S I G T H E O RY   2 . 1 .   Dev ice  s t ruct ure   Fig u r 1   s h o w s   t h to p   a n d   c r o s s   s ec tio n al  v ie w s   o f   t h d ev ice  t o g et h er   an d   o p er atio n   as  m as s   s en s o r .   T h is   b io s en s o r   co m p r is es   t w o   d ep o s ited   m etal  o n   t h e   to p   an d   b o tto m   o f   q u ar tz  cr y s tal.   T h v ar iab le s   r   an d   s   i n d icate   th e   r ad iu s   o f   w o r k i n g   elec tr o d a n d   ce n tr e - to - ce n tr d i s ta n ce   o f   t w o   ad j ac en Q C s e n s o r s ,   r esp ec tiv el y .   T h d ia m eter   o f   q u ar tz  s u b s tr ate  i s   7 6 m m ,   q u a r tz  th ick n es s ,   h   5 0 0 µ m   an d   s en s o r   r ad iu s ,   r   =   3 . 3 0 m m   w er u s ed   in   t h is   wo r k .   T h ce n tr e - to - ce n tr d is t an ce   o f   Q C M,   s   i s   w as   s et  t o   6 m m   to   m i n i m ize   f r eq u en c y   i n ter f er e n ce .             Fig u r 1 .   ( a)   Desig n   g eo m etr y   o f   s in g le  Q C s e n s o r   ( b )   O p er atio n   as a   m as s   s e n s o r   ( c)   QC ar r a y       An   AC   s i g n a l i s   ap p lied   b et wee n   t h to p   a n d   b o tto m   A T - q u ar tz  elec tr o d es to   g e n er ate  ac o u s tic   w a v en er g y   a n d   p r o d u ce   r eso n an ce .   W h en   u s ed   f o r   b io s en s in g   ap p licatio n s ,   f r eq u e n c y   s h i f ts   w i ll b in d u ce d   w h e n   b io lo g ical  m a ter ials   ar p lace d   o n   th e   to p   elec tr o d d u to   ad d itio n al  m as s .   P lace m e n o f   s i x   s en s o r s   i n   a n   ar r ay   allo w s   m u ltip le  d etec tio n   in   s in g le  p lat f o r m .     2 . 2 .   E qu iv a lent   circ uit  m o dels   T h QC ca n   b elec tr ical l y   r ep r esen ted   u s i n g   a n   eq u iv ale n cir cu it  b ased   o n   th e   class ical   B u tter w o r t h - v a n - D y k ( B VD)   cir cu it  as  s h o w n   i n   Fi g u r 2   [ 51 ] - [ 52 ] .   T h is   th eo r y   is   e s tab lis h ed   f r o m   o n e - d i m en s io n al  a n al y s e s   o f   p iezo elec tr ic  r eso n ato r   as d escr ib ed   in   [ 52 ]           Fig u r 2 .   T h B u tter w o r th   Va n   D y k ( B VD)   elec tr ical  eq u i v alen t c ir cu it a s   QC m o d e l in   air   co n d itio n s     r T op   met al Bot t om  met al r=3.3 0m m s=6mm T op  M e tal Bot to M e tal h=500 µm Acou s tic    W a v e A si g n a l A si g n a l Q CM  1 QCM  2 QCM  3 QCM  4 QCM  5 QCM  6 (a ) (b) (c) Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:  2502 - 4752       V erif ica tio n   o f Q u a r tz   C r ys ta l Micro b a la n ce   A r r a Usi n g   V e cto r   N etw o r . . . .   ( A h ma d   A n w a r   Za in u d d in )   87   T h R L C   p ar a m eter s   o f   th eq u iv a len t   cir c u i ca n   b d iv id ed   in to   m o tio n al  co m p o n e n ts ,   R m ,   L m   a n d   C m   w h ic h   ar d er iv ed   f r o m   t h r eso n an ce   o p er atio n   o f   th e   QC an d   an   ad d itio n al  p ar a llel  s tatic  ca p ac ito r   (C 0 ) .   T h is   ad d itio n al  C 0   co n tr ib u te s   to   t h d ielec tr ic  e n er g y   s to r ag b ec au s t h o s cillatio n   c r y s tal  i s   estab lis h ed   in   b et w ee n   t h t wo   elec tr o d es.  T h m o tio n a r esis ta n ce ,   R m   r ep r esen ts   d is s ip atio n   o r   en er g y   lo s s   d u r in g   r eso n an ce .   T h m o tio n al  i m p ed an ce ,   L m   an d   m o tio n al  ca p ac itan ce ,   C co r r esp o n d   to   th m a s s   o f   th e   r eso n ato r   an d   co u p li n g   co e f f i cien t,  r esp ec ti v el y .   T h eq u at i o n s   f o r   th e s m o tio n a ele m e n ts   ar as   ex p r es s ed   in   E q .   ( 1 ) - ( 4 ) .   T a b le  1   s u m m a r izes th m ater ial  p r o p er ties   u s ed   to   p er f o r m   th i s   ca lcu latio n .                            ( 1 )                                  (    )     ( 2 )                         ( 3 )                 ̅          ( 4 )       T ab le  1 .   Ma ter ial  p r o p er ties   u s ed   in   th ca lc u latio n   an d   A D S si m u la tio n   P a r a me t e r s   V a l u e s   U n i t   R e f .   ρ q ,   D e n si t y   o f   q u a r t z   2 . 6 4 8   x   1 0 3   k g m - 3   [ 54 ]   µ q , S h e a r   mo d u l u s o f   q u a r t z   2 . 9 4 7   x   1 0 10   P a   o r   N m - 2   [ 54 ]   ρ l , D e n si t y   o f   l i q u i d   ( w a t e r )   1   x   1 0 3   k g m - 3   [ 55 ]   ƞ l ,   V i s c o u s i t y   o f   l i q u i d , P a . s   1   x   1 0 - 4   P a . s   [ 56 ]   µ l , S h e a r   mo d u l u s   o f   l i q u i d   ( w a t e r )   2 . 3   x   1 0 - 9   Pa   o r   N m - 2   [ 5 7 ]   µ f , S h e a r   mo d u l u s o f   f i l m (g o l d )   2 . 6   x   1 0 - 10   P a   o r   N m - 2   C O M S O L   ρ f , D e n si t y   o f   f i l m( g o l d )   1 9 3   x   1 0 3   k g m - 3   C O M S O L   ε 22 ,   Q u a r t z   p e r mi t t i v i t y   3 . 9 8   x   1 0 - 11   A 2 .s 4 . K g - 1 .m - 3   [ 58 ]   ρ q ,     P i e z o e l e c t r i c   c o n st a n t   o f   q u a r t z   9 . 6 5   x   1 0 - 2   A . s.m - 2   [ 59 ]   K 0 2 ,   e l e c t r o me c h a n i c a l   c o u p l i n g   c o n s t a n t   7 . 7 4   x   1 0 - 3   P a   o r   N m - 2   [ 50 ] , [ 60 ]   Ƞ q ,   Q u a r t z   v i sco si t y   0 . 4 2   P a . s   [ 58 ]       3.   E XT RAC T I O AND  SI M UL AT I O O F   RL E Q UIVA L E N T   CI RCUI T   I n   th i s   s ec tio n ,   co m p u ter - ai d ed   s y n t h es is   p r o g r a m   ( ADS  s o f t w ar e)   w as  u s ed   in   o r d er   to   d eter m in e   th R L C   eq u i v alen t   cir cu i p ar a m eter s   o f   t h Q C s e n s o r .   T h ca lcu lated   v al u e s   o f   R L C   p ar a m eter s   ar p r ed icted   u s in g   E q u atio n   ( 1) - (4 )   as  d escr ib ed   in   Sectio n   2 .   T h R L C   eq u i v ale n cir cu it   is   n e x s i m u lated   u s i n g   A DS  i n   t w o - p o r n et w o r k   to   o b tain   its   S2 1   o r   tr an s m i s s io n   p ar a m eter s .   Fi g u r 3   s h o w s   t h S2 p   s i m u lat io n   s et u p   in   w h ic h   p o r 1   an d   p o r 2   co r r esp o n d   to   in p u an d   o u tp u p o r ts ,   r esp ec tiv el y .   A n   AC   f r eq u en c y   d o m ai n   a n al y s i s   is   d o n f r o m   2 . 7 7 MH to   3 . 7 7 MH z.   A   s tep   s ize  o f   5 k Hz  i s   s et   to   o b tain   h i g h - ac cu r ac y   s i m u latio n s .   T u n i n g   a n d   o p ti m izatio n   m et h o d s   ar d o n n ex t   to   ex tr ac r elev an p h y s ica l   p ar am eter s .   T h s i m u latio n   r e s u lt s   ar co m p ar ed   an d   tu n ed   to   ex p er im e n tal  m ea s u r e m en r esu lt s   to   o b tain   th e   R L C   p ar a m eter s   o f   th   Q C s en s o r .                                        Fig u r 3 S2 p   s i m u latio n   s e tu p   v ia  A DS so f t w ar e       4.   E XP E R I M E NT A L   WO RK   I n   th is   s ec tio n ,   t w o   d i f f er en t   e q u ip m e n ts   w er u s ed   to   m ea s u r th e   r eso n a n ce   f r eq u en c y   o f   t h Q C ar r ay .   I n   th f ir s ex p er i m en t   th QC s en s o r s   w er m ea s u r ed   u s i n g   v ec to r   n et w o r k   an al y ze r   ( VN A ) ,   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4752   I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci,   Vo l.  10 ,   No .   1 A p r il 2 0 1 8   :   8 4     9 3   88   Ag ile n E 5 0 6 1 A .   I n   t h s ec o n d   ex p er i m e n t,  th e   Op en Q C d ev ice  w a s   u s ed   to   m e asu r t h r e s o n a n ce   f r eq u en c y .   T h Op en Q C is   ess e n tiall y   an   A r d u in o   m icr o co n tr o ller   h av i n g   A T Me g a3 2 U4   p r o ce s s o r   w it h   1 6   MH clo ck   s p ee d .   T h f r eq u en c y   o f   t h v ib r atin g   q u ar tz  cr y s tal   w as  m ea s u r ed   u s i n g   th e   Fre q C o u n t   alg o r ith m   d ev elo p ed   b y   P au Sto f f r eg e n   f r o m   P J R C .   T h s o f t w ar o n   t h Op en Q C i s   o p en   s o u r ce   an d   ca n   b cu s to m ized   f o r   d if f er en ap p licatio n s .   T h m ai n   m o ti v ati o n   to   u tili ze   th Op e n QC M ,   is   its   p o r tab ilit y   an d   its   ea s o f   u s co m p ar ed   to   VNAs,  w h ic h   ar u n s u itab le  f o r   f ield   m ea s u r e m en t s   an d   r eq u ir ad d itio n al  d ata   p r o ce s s in g   f o r   m a s s   m ea s u r e m en ts .   Usa g o f   Op en QC M   d o es  h a v s o m e   li m itatio n s   h o w e v er ,   as   it  ca n   o n l y   d etec t Q C Ms  w it h   r eso n a n ce   Qs o f   lar g er   t h an   1 0 0 0 .       4 . 1 .   M e a s ure m e nts u s ing   Vec t o Net w o rk   Ana ly ze r   Fig u r 4   s h o w s   th co n n ec t i o n   s et u p   o f   th Q C ar r a y   to   th VN A   v ia  p r in ted   cir cu it  b o ar d   ( P C B ) .   T h P C B   w a s   f ab r icat ed   w i th   th e   i n p u t   an d   o u tp u t   p o r ts   th at  u s es  t w o   SM co n n ec to r s .   S h o r 3 - c m   w ir e s   w er s o ld er ed   at  b o th   i n p u a n d   o u tp u p o r ts   to   e n a b le  co n n ec tio n   to   t h Q C s en s o r   u s in g   cl ip   co n n ec to r s .   I n   o r d er   to   o b tain   h i g h - ac c u r ac y   m ea s u r e m e n ts ,   AC   f r eq u e n c y   d o m ai n   a n al y s es  w er s et  f r o m   2 . 7 7 MH to   3 . 7 7 MH w it h   s tep   s ize  o f   5 k Hz.             Fig u r 4 .   E x p er i m en tal  s et u p   o f   f o r   m ea s u r e m en t s   u s i n g   Ve cto r   Net w o r k   An al y ze r       4 . 2 .   M e a s ure m e nts u s ing   O pen Q CM   Fig u r 5   in d icate s   t h ex p er i m en tal  s et u p   o f   t h QC s en s o r   ar r ay   u s i n g   t h Op e n QC d e v ice.   T h in p u t   an d   o u tp u t   p o r ts   w er co n n ec ted   v i a   d ir ec t c lip   co n n ec t o r s .   T h Op en QC M   d ev ice  w a s   co n n ec ted   to   t h co m p u ter   u s i n g   USB   co n n ec to r .   T h m ea s u r e m e n r ec o r d s   th Q C M s   r eso n an ce   f r eq u en c y ,   d u r atio n   o f   t h e   ex p er i m e n a n d   t h c u r r en te m p er at u r e.   I n   th is   w o r k ,   t h d u r atio n   w as  s et  to   3 0 0 s   i n   o r d er   allo w   s u f f icie n t   ti m f o r   ea ch   QC to   ac h iev e   s tab le  r eso n an ce s   b ef o r th m ea s u r e m e n t s   ar r ec o r d ed .             Fig u r 5 .   A   co n n ec ti o n   s etu p   o f   Op en Q C m ea s u r e m e n t   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:  2502 - 4752       V erif ica tio n   o f Q u a r tz   C r ys ta l Micro b a la n ce   A r r a Usi n g   V e cto r   N etw o r . . . .   ( A h ma d   A n w a r   Za in u d d in )   89   5.   RE SU L T   AND  ANA L YS E S   5 . 1 .   Reso na nce  f re qu ency   a na ly s es us i ng   VNA  a nd   ex t ra t ed  RL pa ra m et er s   Fig u r 6   s h o w s   t h m ea s u r ed   r eso n an ce s   f o r   QC M1 ,   QC M 3   an d   Q C M6 .   Me as u r e m e n t s   w er d o n e   in   tr ip licates   f o r   ea ch   QC M.   Me asu r e m en r es u lts   ar r e p r o d u cib le.   T h av er ag r eso n an ce   f r eq u e n c y   o f   3 . 2 8 1 MH ±   0 . 0 0 4 MH w as r ec o r d ed   in   th is   w o r k .                                   ( a)                               ( b )                                 ( c)     Fig u r 6 .   T h tr ip licate  S2 1   tr an s m i s s io n   c h ar ac ter is tic s   r es o n an ce   f r eq u en c y   m ea s u r e m e n ts   ( a)   QC M1   ( b )   QC M3   an d   ( c) QC 6   u s in g   V NA       B ased   o n   th ex p er i m e n tal  m e asu r e m en t s ,   A DS  s i m u latio n   o f   th 2 - p o r n et w o r k   s h o w n   i n   Fi g u r 3   ca n   b u s ed   to   o b tain   th e x tr a cted   eq u iv ale n c ir cu it  p ar a m e ter s .   Fi g u r 7   s h o w s   t h b o th   t h s i m u lated   ADS   an d   m ea s u r ed   S2 1   tr an s m is s i o n   ch ar ac ter is tics .   Fro m   t h g r ap h ,   it  ca n   b s ee n   th at   b o th   r esu lts   ar in   g o o d   ag r ee m e n w it h   r eso n an ce   f r eq u en c y   o f   clo s to   3 . 2 8 1 MH z.   T h ex tr ac ted   eq u iv alen cir cu it  p ar a m eter s   ar e   d etailed   in   T ab le  2       T ab le  2 .   QC m ea s u r ed   p er f o r m an ce   a n d   ex tr ac ted   eq u i v ale n t c ir cu i t p ar a m eter s   M e a su r e d   Ex t r a c t e d   R e so n a n c e   f r e q u e n c y   ( M H z )   Q - f a c t o r   R m ( k )   C 0 ( p F )   L m ( H )   C m ( f F )   3 . 2 8 1   1 4 1   4 . 7 0 1   9 . 9 9 1   0 . 1 3 6   1 7 . 2 0 0         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4752   I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci,   Vo l.  10 ,   No .   1 A p r il 2 0 1 8   :   8 4     9 3   90       Fig u r 7 .   S 21   Ma g n it u d T r an s m is s io n   c h ar ac ter is tic s   o f   Q C M         Me asu r ed   g r ap h   o b tai n ed   f r o m   m ea s u r e m e n ts   u s in g   t h ex p er i m e n tal  s etu p   s h o w n   i n   Fig u r e   5 E x tr ac ted   ch ar ac ter is t ics  w er e   s i m u la ted   u s in g   t h ca l c u late d   v alu e s   s h o w n   i n   T ab le  2   v ia  E q u atio n   ( 1 - )(4 an d   n ex t f i n e - t u n ed   to   m atc h   t h m ea s u r e m e n t r esu lts .       5 . 2 .   Reso na nce  f re qu ency   a na ly s es us i ng   O penQ CM   dev ice   Fig u r 8   s h o w s   t h ex p er i m en tal  r es u lts   f o r   all  QC Ms.  Fro m   th r es u lt s ,   s tab le  tr an s m i s s io n   f r eq u en c y   o f   3 . 2 9 0 ± 0 . 0 0 4 MH f o r   6   QC Ms  ar r ay   i n   co n s tan te m p er at u r o f   3 1  C .   T h ese  r esu lts   co m p l ied   w it h   t h r eso n a n ce   f r eq u en c y   m ea s u r e m e n u s i n g   VN A   w it h   o n l y   s m a ll  to ler an ce   o f   0 . 3 %   an d   0 . 4 r esp ec tiv el y .   T ab le  3   s u m m ar izes  th a n al y s es  o f   r eso n an c f r eq u en c y   m ea s u r e m e n i n   ter m s   o f   t h eo r etica l   an d   ex p er i m e n tal  m et h o d s   as  d is cu s s ed   p r ev io u s l y   i n   th is   s e ctio n .           Fig u r 8 .   T h tr ip licate  r eso n an ce   f r eq u e n c y   m ea s u r e m e n ts   f o r   all  QC Ms  v ia  Op e n QC d ev ice   T ab le  3 .   C o m p ar is o n   o f   r eso n an ce   f r eq u e n c y   m ea s u r e m e n ts   u s i n g   V N A   an d   Op en QC M   Q C M   M e a su r e me n t , V N A   ( M H z ) , F 0M   M e a su r e me n t , O p e n Q C M   ( M H z )   D i f f e r e n c e   V N A   V s.  Q C M   ( %)   Q C M 1   3 . 2 8 1 ± 0 . 0 0 5   3 . 2 8 9 ± 0 . 0 0 4   0 . 2 2 3   Q C M 2   3 . 2 7 8 ± 0 . 0 0 5   3 . 2 8 7 ± 0 . 0 0 4   0 . 2 7 0   Q C M 3   3 . 2 8 1 ± 0 . 0 0 4   3 . 2 8 9 ± 0 . 0 0 4   0 . 2 2 4   Q C M 4   3 . 2 7 8 ± 0 . 0 0 5   3 . 2 8 7 ± 0 . 0 0 4   0 . 2 5 9   Q C M 5   3 . 2 8 1 ± 0 . 0 0 4   3 . 2 8 9 ± 0 . 0 0 4   0 . 2 2 4   Q C M 6   3 . 2 8 1 ± 0 . 0 0 5   3 . 2 8 9 ± 0 . 0 0 4   0 . 2 2 2     QCM1 QCM2 QCM3 QCM4 QCM5 QCM6 Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:  2502 - 4752       V erif ica tio n   o f Q u a r tz   C r ys ta l Micro b a la n ce   A r r a Usi n g   V e cto r   N etw o r . . . .   ( A h ma d   A n w a r   Za in u d d in )   91   6.   CO NCLU SI O N   An   ar r a y   o f   b io s en s o r s   co m p r is in g   o f   6   Q C Ms   o n   s i n g le   w a f er   h av e   b ee n   f ab r i ca ted   an d   ch ar ac ter ized   in   th is   w o r k .   Me asu r e m en ts   w er d o n u s i n g   b o th   v ec to r   n et w o r k   a n al y ze r   ( VN A )   an d   p o r tab le  in s tr u m e n t,  Op e n Q C M   h av e   b ee n   d i s cu s s ed .   M ea s u r e m en t s   o f   S2 1   tr a n s m is s io n   c h ar ac ter is tic s   u s i n g   t h VN A   ca n   al s o   b u s ed   to   d eter m i n t h R L C   eq u i v alen elec tr ical  cir c u it  v al u es   o f   R m ,   L m ,   C m   a n d   C o .   Me as u r e m e n t s   w er d o n in   tr ip licates  to   v er i f y   r ep r o d u cib ilit y   f o r   all  6   s e n s o r s .   Nex t,  m ea s u r e m e n t s   u s i n g   p o r tab le,   o p en - s o u r ce   in s tr u m e n t,  Op e n QC M   w er m ad e.   T h Op en QC M   in s tr u m e n d ir ec tl y   m ea s u r es  c h a n g e s   i n   r eso n a n ce   f r eq u e n cies,  m a k in g   i id ea f o r   b io s en s in g   e x p er i m e n ts ,   w h ich   co r r elate   ch an g es  i n   m ass   w i th   c h an g es  i n   r e s o n a n ce   f r eq u e n cie s .   C o m p ar is o n   b et w ee n   r es o n an ce   f r eq u en c y   m ea s u r e m e n t s   u s i n g   V N A   a n d   Op en Q C M   ex h ib it  lo w   p er ce n tag e   d if f er en ce   0 . 2 %.    T h is   s e n s o r   h as  th e   p o ten tial  o f   r ea l - ti m a n al y s es   an d   p ar allel  m o n ito r in g   o r   d e tectio n   o f   b io lo g ical  m o lec u le s .   W h en   i n teg r ate d   w it h   th e   Op en QC M,   t h is   s e n s o r   h as   th e   p o ten tial   o f   p er f o r m in g   o n   t h f ield   a n al y s e s   d u t o   its   p o r tab ilit y   a n d   ea s o f   u s e.         ACK NO WL E D G E M E NT   T h is   w o r k   is   f u n d ed   b y   t h Min is tr y   o f   Scie n ce   an d   T ec h n o lo g y   o f   Ma la y s ia,   u n d er   t h e   E Scien ce F u n d   ( SF 1 6 - 004 - 0 0 7 3 ) .   Fab r icatio n ,   ch ar ac ter izati o n   an d   m ea s u r e m en o f   t h d ev ices   w er d o n at   XL I an d   SP C T S a t L i m o g es   Un i v er s it y ,   Fra n ce .       RE F E R E NC E S     [1 ]   S .   Jo h n   A .   a n d   P rice   C P. ,   Ex isti n g   a n d   e m e rg in g   tec h n o l o g ies   f o p o i n t - of - c a re   tes ti n g ,‖   Cli n   Bi o c h e Rev . ,   v o l/ issu e 3 5 (3 ) ,   p p .   1 5 5 2 0 1 4   [2 ]   L iso w sk P .   a n d   Zarz y c k P K. ,   M icro f lu id ic  p a p e r - b a se d   a n a ly ti c a d e v ice (μP A Ds a n d   m icro   to tal  a n a ly se s   s y ste m TA S ):  d e v e lo p m e n t,   a p p li c a ti o n a n d   f u tu re   tren d s ,‖   C h ro ma t o g r a p h ia v o l/ issu e 7 6 (1 9 2 0 ) ,   p p .   1 2 0 1 1 2 1 4 2 0 1 3   [3 ]   Kin g   K . R . e a l . ,   P o i n t - of - Ca re   T e c h n o lo g ies   f o P re c isio n   Ca rd io v a sc u lar  Ca re   a n d   Cl in ica R e se a rc h ,‖   J ACC  Ba sic   T ra n sl S c i . ,   v o l/ issu e 1 ( 1 2) ,   p p .   73 86 2 0 1 6   [4 ]   Hu   J . e a l . ,   P o rtab le  m icro f lu id ic  a n d   sm a rtp h o n e - b a se d   d e v ice f o m o n it o r i n g   o f   c a rd io v a sc u la d ise a se a th e   p o i n o f   c a re ,‖   Bi o tec h n o l   Ad v . ,   v o l/ issu e 3 4 ( 3 ) ,   p p .   3 0 5 3 2 0 2 0 1 6   [5 ]   S il v a   E T . e a l. ,   El e c tro c h e m i c a b io se n so rs  i n   p o in t - of - c a re   d e v ice s:  re c e n a d v a n c e a n d   f u tu re   tren d s ,‖   Ch e m   El e c tro   Ch e m ,   2 0 1 7 .     [6 ]   Da r w ish   N .   T . e a l. ,   El e c tro c h e m i c a I m m u n o se n so Ba se d   o n   A n ti b o d y - Na n o p a rti c le  H y b rid   f o S p e c if ic   De tec ti o n   o f   th e   De n g u e   V ir u s NS1   Bi o m a rk e r ,‖   J   El e c tro c h e m S o c . ,   v o l/ issu e 1 6 3 (3 ) ,   p p .   B 1 9 25 2 0 1 6   [7 ]   Zain u d d i n   A A . e a l. ,   M o d e li n g   o f   a   n o v e b i o se n so r   w i th   in teg ra ted   m a ss   a n d   e lec tro c h e m ic a se n sin g   c a p a b il it ies ,‖   2 0 1 6   IEE E   EM BS   C o n fer e n c e   o n   Bi o me d ica En g in e e rin g   a n d   S c ie n c e s ( IECB ES ) ,   p p .   4 2 0 5 2 0 1 6 .   [8 ]   Zi e g ler C. ,   Ca n ti lev e r - b a se d   b io se n so rs ,‖   An a Bi o a n a l   Ch e m v o l /i ss u e 3 7 9 ( 7 8) ,   p p .   9 4 6 9 5 9 2 0 0 4   [9 ]   Ja n sh o f f   A . e a l. ,   P iez o e lec tri c   M a ss - S e n sin g   De v ice a Bio se n so rs a n   A lt e rn a ti v e   to   Op t ica Bio se n so rs? ‖  An g e C h e m In E d . ,   v o l/ issu e 3 9 (2 2 ) ,   p p .   4 0 0 4 4 0 3 2 2 0 0 0   [1 0 ]   Ha n   M . e a l. ,   Qu a n tu m - dot - tag g e d   m icro b e a d f o m u lt ip lex e d   o p ti c a c o d i n g   o f   b io m o lec u les ,‖   N a Bi o tec h n o l . v o l/ issu e 1 9 (7 ) ,   p p .   6 3 1 2 0 0 1   [1 1 ]   F a n   X . e a l. ,   S e n sit iv e   o p ti c a b io se n so rs  f o u n lab e led   targ e ts:  A rev ie w ,‖   An a Ch im  Acta ,   v o l/ issu e 6 2 0 ( 1 ) ,   p p .   8 26 2 0 0 8   [1 2 ]   Zh e n g   G . e t   a l. ,   M u lt ip lex e d   e le c tri c a d e tec ti o n   o f   c a n c e r   m a rk e r w it h   n a n o w ire se n so a rr a y s ,‖   N a Bi o tec h n o l . v o l/ issu e 2 3 (1 0 ) ,   p p .   1 2 9 4 2 0 0 5   [1 3 ]   V e rra stro   M . e a l . ,   Am p e ro m e tri c   b io se n s o b a se d   o n   L a c c a se   imm o b il ize d   o n t o   a   sc re e n - p rin te d   e lec tro d e   b y   M a tri x   A ss ist e d   P u lse d   L a se Ev a p o ra ti o n ,‖   T a l a n t a ,   v o l .   1 5 4 ,   p p .   438 4 4 5 2 0 1 6   [1 4 ]   E .   Ha rra d   L .   a n d   Am in e   A . ,   Am p e ro m e tri c   b io se n so b a se d   o n   p ru ss ian   b lu e   a n d   n a f io n   m o d if ied   sc re e n - p rin te d   e lec tro d e   f o sc r e e n in g   o f   p o ten ti a x a n th in e   o x id a se   i n h ib it o rs  f ro m   m e d icin a p lan ts ,‖   En zy me   M i c ro b   T e c h n o l . v o l.   8 5 ,   p p .   57 63 2 0 1 6   [1 5 ]   S il v a   B V M . e a l . ,   A n   u lt ra se n siti v e   h u m a n   c a rd iac   tro p o n i n   T   g ra p h e n e   sc re e n - p rin ted   e lec tro d e   b a se d   o n   e lec tro p o ly m e rize d - m o lec u lar l y   i m p rin ted   c o n d u c ti n g   p o ly m e r ,‖   Bi o se n s B i o e lec tro n ,   v o l .   77 ,   p p .   9 7 8 85 2 0 1 6   [1 6 ]   S a lam   F .   a n d   T o th il I E. ,   De tec ti o n   o f   S a lm o n e ll a   ty p h im u r iu m   u sin g   a n   e lec tro c h e m ica i m m u n o se n so r ,‖   Bi o se n s B i o e lec tro n ,   v o l/ issu e 2 4 (8 ) ,   p p .   2 6 3 0 2 6 3 6 2 0 0 9   [1 7 ]   Zh y b a k   M T . e a l . ,   Dire c d e tec ti o n   o f   a m m o n iu m   io n   b y   m e a n o f   o x y g e n   e le c tro c a tal y si a a   c o p p e r - p o ly a n il in e   c o m p o site o n   a   sc re e n - p rin te d   e lec tro d e ,‖   M icr o c h im  A c ta ,   v o l/ issu e :   1 8 3 ( 6 ) ,   p p .   1 9 8 1 7 2 0 1 6   [1 8 ]   A rd u in F . e a l . ,   El e c tro c h e m ic a b io se n so rs  b a se d   o n   n a n o m o d if ied   sc re e n - p rin ted   e lec t ro d e s:  Re c e n t   ap p li c a ti o n s in   c li n ica a n a ly se s ,‖   T rAC T re n d An a Ch e m . ,   v o l.   79 ,   p p .   1 1 4 26 2 0 1 6   [1 9 ]   Zh u   Y . e a l. ,   L a b e l - f re e   d e tec t io n   o f   k a n a m y c in   b a se d   o n   th e   a p tam e r - f u n c ti o n a li z e d   c o n d u c ti n g   p o ly m e r/g o ld   n a n o c o m p o s ite ,‖   Bi o se n s B i o e lec tro n v o l /i ss u e 3 6 ( 1 ) ,   p p .   29 34 2 0 1 2   [2 0 ]   Zela d a   G .   G A . e a l. ,   L a b e l - f re e   d e tec ti o n   o f   S tap h y lo c o c c u a u re u i n   sk in   u sin g   re a l - ti m e   p o ten ti o m e tri c   b io se n so rs b a se d   o n   c a rb o n   n a n o t u b e s an d   a p tam e rs ,‖   Bi o se n s B io e lec tro n v o l/ issu e 3 1 (1 ) ,   p p .   2 2 6 232 2 0 1 2   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4752   I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci,   Vo l.  10 ,   No .   1 A p r il 2 0 1 8   :   8 4     9 3   92   [2 1 ]   F e rn á n d e z   E . e a l. ,   ―M e rc u ry   d e term in a ti o n   i n   u rin e   sa m p les   b y   g o ld   n a n o stru c t u re d   sc re e n - p rin te d   c a rb o n   e lec tro d e s af t e v o rtex - a ss isted   io n ic l iq u id   d isp e rsiv e   li q u i d li q u id   m icro e x trac ti o n ,‖   An a Ch im  Acta ,   v o l.   9 1 5 ,   p p .   49 55 2 0 1 6   [2 2 ]   Re b e lo   T S . e a l. ,   P r o tein   imp rin te d   m a teria l d e sig n e d   w it h   c h a rg e d   b i n d i n g   sites   o n   sc re e n - p r in ted   e lec tro d e   f o m icro se m in o p ro tein - b e ta  d e term in a ti o n   in   b io l o g ica sa m p les ,‖   S e n Actu a to rs   Ch e m . ,   v o l.   2 2 3 ,   p p .   8 4 6 8 5 2 2 0 1 6   [2 3 ]   P ra k a sh   S . e a l. ,   T h e o ry ,   f a b rica ti o n   a n d   a p p li c a ti o n o f   m icro flu i d ic  a n d   n a n o f lu id ic  b io se n s o rs ,‖   Ph il   T ra n R   S o c   A ,   v o l/ issu e 3 7 0 (1 9 6 7 ) ,   p p .   2 2 6 9 2 3 0 3 2 0 1 2 .   [2 4 ]   Ha y a A .   a n d   M a rty   J L. ,   Disp o sa b le  sc re e n   p rin te d   e lec tro c h e m ica se n so rs:  T o o ls  f o e n v iro n m e n tal   m o n it o rin g ,‖   S e n so rs ,   v o l/ iss u e 1 4 (6 ) ,   p p .   1 0 4 3 2 1 0 4 5 3 2 0 1 4   [2 5 ]   Am in   S . e a l . ,   Disp o sa b le  sc re e n   p rin te d   g ra p h it e   e lec tro d e   f o th e   d irec e lec tro c h e m ic a d e ter m in a ti o n   o f   ib u p ro f e n   in   su rf a c e   w a ter ,‖   En v i ro n   N a n o tec h n o M o n it   M a n a g . ,   v o l.   1 ,   p p .   8 13 2 0 1 4   [2 6 ]   T a le a Z . e a l. ,   S c re e n - p rin te d   e lec tro d e f o b io se n sin g a   re v iew   (2 0 0 8 2 0 1 3 ) ,‖   M icr o c h im  A c ta ,   v o l/ issu e 1 8 1 (9 1 0 ) ,   p p .   8 6 5 8 9 1 2 0 1 4   [2 7 ]   Ba lk e n h o h T .   a n d   L isd a F . ,   S c re e n - p rin te d   e lec tro d e a im p e d ime tri c   i m m u n o se n so rs  f o th e   d e tec ti o n   o f   a n ti - tran sg lu tam in a se   a n ti b o d ies   i n   h u m a n   se ra ,‖   An a C h i m A c ta ,   v o l/ is su e 5 9 7 (1 ) ,   p p .   50 57 2 0 0 7   [2 8 ]   A lo n so   L .   M A . e a l. ,   S c re e n - p rin te d   b io se n s o rs i n   m icro b io lo g y ;   a   r e v ie w ,‖   T a la n t a ,   v o l/ issu e 8 2 (5 ) ,   p p .   1 6 2 9 1 6 3 6 2 0 1 0   [2 9 ]   Zain u d d i n   A A . e a l. ,   M o d e li n g   o f   a   n o v e b i o se n so r   w it h   in teg ra ted   m a ss   a n d   e lec tro c h e m ic a se n sin g   c a p a b il it ies ,‖   Bi o me d ica E n g i n e e rin g   a n d   S c ien c e ( IECB ES ),   2 0 1 6   IEE EM B S   Co n fer e n c e   o n ,   p p .   4 2 0 4 2 5 2 0 1 6 .   [3 0 ]   L u   F . e a l. ,   En e rg y - trap p in g   a n a l y se f o th e   b i - ste p p e d   m e sa   q u a rtz cr y st a m icro b a lan c e   u sin g   th e   f in it e   e le m e n t   m e th o d ,‖   S ma rt M a ter   S tru c t . ,   v o l/ issu e 1 4 (1 ) ,   p p .   2 7 2 2 0 0 5   [3 1 ]   No rd i n   A N . e a l .,   S c re e n   P ri n ted   El e c tro m e c h a n ica M icro - to ta A n a l y s e s S y ste m   (μta s)  f o S e n siti v e   a n d   Ra p id   D e tec ti o n   o f   In f e c ti o u s Dise a se s ,‖   Pro c e d ia   T e c h n o l . ,   v o l.   27 ,   p p .   100 1 0 1 2 0 1 7   [3 2 ]   Ka o   W L . e a l. ,   Eff e c o f   S u rf a c e   P o ten t ial  o n   th e   A d h e sio n   Be h a v io o f   NIH 3 T 3   Ce ll Re v e a led   b y   Qu a rtz  Cr y sta M icro b a lan c e   w it h   Diss i p a ti o n   M o n it o ri n g   (QCM - D) ,‖   J   Ph y Ch e C ,   v o l/ issu e 1 2 1 ( 1 ) ,   p p .   5 3 3 5 4 1 2 0 1 7   [3 3 ]   M a rti n   S J . e a l . ,   Ch a ra c teriz a ti o n   o f   a   q u a rtz  c ry sta m icro b a lan c e   w it h   sim u l tan e o u m a ss   a n d   li q u i d   l o a d i n g ,‖   An a l   Ch e m . ,   v o l /i ss u e 6 3 ( 2 0 ) ,   p p .   2 2 7 2 2 2 8 1 1 9 9 1 .   [3 4 ]   M a rc h   C . e a l . ,   Hig h - f re q u e n c y   p h a se   sh if m e a su re m e n g re a tl y   e n h a n c e th e   s e n siti v it y   o f   QCM  imm u n o se n so rs ,‖   Bi o se n s   B io e lec tro n ,   v o l.   65 ,   p p .   1 8 2 0 1 5   [3 5 ]   Hie d a   M . e t   a l. ,   Ultras e n siti v e   q u a rtz  c ry sta m icro b a la n c e   w it h   p o ro u g o l d   e lec tro d e s ,‖   Ap p l   Ph y L e t t. v o l/ issu e 8 4 (4 ) ,   p p .   6 2 8 6 3 0 2 0 0 4   [3 6 ]   P e n g   H B . e a l. ,   Ultrah ig h   f re q u e n c y   n a n o tu b e   re so n a to rs ,‖   Ph y s   Re v   L e tt . ,   v o l/ issu e 9 7 (8 ) ,   p p .   0 8 7 2 0 3 2 0 0 6   [3 7 ]   L u   F . e t   a l . ,   Qu a rtz  c ry sta m icr o b a lan c e   w it h   rig id   m a ss   p a rti a ll y   a tt a c h e d   o n   e lec tro d e   su rf a c e s ,‖   S e n Actu a to rs   Ph y s . ,   v o l/ iss u e 1 1 2 ( 2 ) ,   p p .   2 0 3 210 2 0 0 4   [3 8 ]   V o ic u les c u   I .   a n d   N o rd i n   A N. ,   A c o u stic  wa v e   b a s e d   M EM S   d e v i c e f o b io se n sin g   a p p l ica ti o n s ,‖   Bi o se n s   Bi o e lec tro n ,   v o l/ issu e 3 3 ( 1 ) ,   p p .   1 9 2 0 1 2   [3 9 ]   J a c o b s   J. ,   C o n v e rters   in   Bio lo g y ,   Bi o me c h a n ics   a n d   Rela t e d   Bi o - En g in e e rin g   T o p ics Pro c e e d in g o a   S y mp o si u m He ld   i n   Gla s g o w p p .   6 3 ,   1 9 6 4 .     [4 0 ]   Kim   B C . e a l. ,   In - L in e   M e a su re m e n o f   W a ter  Co n ten ts  i n   Et h a n o Us in g   a   Zeo li te - Co a ted   Qu a rtz  Cry st a l   M icro b a lan c e ,‖   S e n so rs v o l/ iss u e 1 5 ( 1 0 ) ,   p p .   2 7 2 7 3 2 7 2 8 2 2 0 1 5   [4 1 ]   F u   Y Q . e t   a l .,   P iez o e lec tri c   Zi n c   Ox id e   a n d   A lu m in u m   Nitri d e   F il m f o M icro f lu id ic  a n d   B io se n sin g   A p p li c a ti o n s ,‖   Bi o Bi o me d   C o a t   Ha n d b   A p p l . ,   p p .   3 3 5 2 0 1 6   [4 2 ]   L u c k lu m   R .   a n d   Ha u p tm a n n   P . ,   T h e   Δf ΔR   QCM  tec h n iq u e a n   a p p ro a c h   to   a n   a d v a n c e d   se n so sig n a in terp re tatio n ,‖   E lec tro c h imica   A c ta ,   v o l/ issu e :   4 5 (2 2 ) ,   p p .   3 9 0 7 16 2 0 0 0   [4 3 ]   T u rn e N W . e t   a l. ,   T h e   u se   o f   a   q u a rtz  c r y sta m icro b a lan c e   a a n   a n a l y ti c a to o to   m o n it o p a rti c le/su rf a c e   a n d   p a rti c le/p a rti c le  in tera c ti o n u n d e d ry   a m b ien a n d   p re ss u rize d   c o n d it i o n s:  a   st u d y   u sin g   c o m m o n   in h a ler   c o m p o n e n ts ,   An a lys t ,   v o l /i ss u e 1 4 2 (1 ) ,   p p .   2 2 9 2 3 6 2 0 1 7   [4 4 ]   L iu   F . e a l. ,   A   n o v e c e ll - b a se d   h y b rid   a c o u stic  w a v e   b io se n so w it h   i m p e d im e tri c   se n sin g   c a p a b il it ies ,‖   S e n so rs v o l/ issu e 1 3 (3 ) ,   p p .   3 0 3 9 3 0 5 5 2 0 1 3   [4 5 ]   Du n h a m   G C . e a l. ,   D u a q u a rt z   c r y sta m icro b a lan c e ,‖   An a C h e m v o l/ issu e 6 7 (2 ) ,   p p .   2 6 7 2 7 2 1 9 9 5   [4 6 ]   Bru c k e n ste in   S . e a l . ,   Du a q u a rtz cr y sta m i c ro b a lan c e   c o m p e n s a ti o n   u si n g   a   su b m e rg e d   re fe re n c e   c r y sta l.   E ff e c o f   su rf a c e   ro u g h n e ss   a n d   li q u i d   p r o p e rti e s ,‖   J   El e c tro a n a Ch e m . ,   v o l/ issu e 3 7 0 (1 2) ,   p p .   1 8 9 1 9 5 1 9 9 4   [4 7 ]   Ka n k a re   J. ,   S a u e rb re y   e q u a ti o n   o f   q u a rtz cr y sta m icro b a lan c e   in   li q u i d   m e d iu m ,‖   L a n g mu ir ,   v o l/ is su e 1 8 ( 1 8 ) ,   p p .   7 0 9 2 7 0 9 4 2 0 0 2   [4 8 ]   M ich a lzik   M . e a l. ,   M in iat u r ize d   QCM - b a se d   f lo w   s y ste m   fo imm u n o se n so a p p li c a ti o n   in   li q u i d ,‖   S e n s   Actu a t o rs   Ch e m . ,   v o l.   1 1 1 ,   p p .   410 4 1 5 2 0 0 5   [4 9 ]   Du n h a m   G C . e a l. ,   Du a q u a rt z   c r y sta m icro b a lan c e ,‖   An a C h e m . ,   v o l/ issu e 6 7 ( 2 ) ,   p p .   2 6 7 272 1 9 9 5   [5 0 ]   Zain u d d i n   A A . e a l. ,   De sig n   a n d   Op ti m iza ti o n   o f   a   M EM S   Qu a rtz  M a ss   S e n so A rra y   f o Bio se n sin g ,‖   i 2017  IEE In ter n a ti o n a Co n fer e n c e   o n   S m a rt  In stru me n ta ti o n ,   M e a su re me n a n d   A p p li c a ti o n ( ICS IM A),   Ku a la   L u mp u r ,   2 0 1 7 .   [5 1 ]   Ba ro n   T . e a l . ,   A   p re s su re   s e n so b a se d   o n   a   HB A m i c ro m a c h in e d   stru c tu re ,‖   2 0 1 0   IEE In ter n a ti o n a l   Fre q u e n c y   Co n tro S y mp o si u m ,   p p .   3 6 1 4 2 0 1 0   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:  2502 - 4752       V erif ica tio n   o f Q u a r tz   C r ys ta l Micro b a la n ce   A r r a Usi n g   V e cto r   N etw o r . . . .   ( A h ma d   A n w a r   Za in u d d in )   93   [5 2 ]   G ra n sta ff   V E .   a n d   M a rt in   S J. ,   Ch a ra c teriz a ti o n   o f   a   th ick n e ss - sh e a m o d e   q u a rtz  re so n a t o r   w it h   m u lt ip le   n o n p iez o e lec tri c   lay e rs ,‖   J   Ap p P h y s. ,   v o l/ issu e 7 5 ( 3 ) ,   p p .   1 3 1 9 1 3 2 9 1 9 9 4   [5 3 ]   T sa Y J . e a l. ,   Ro b u st  d e sig n   o f   q u a rtz  c r y sta m i c ro b a lan c e   u sin g   f i n it e   e le m e n a n d   T a g u c h m e th o d ,‖   S e n s   Actu a t o rs   Ch e m. ,   v o l/ issu e 9 2 ( 3 ) ,   p p .   3 3 7 3 4 4 2 0 0 3   [5 4 ]   W u   H . e a l. ,   Re a l - T i m e   M o n it o ri n g   o f   P late let  A c ti v a ti o n   Us in g   Qu a rtz  T h ick n e ss - S h e a M o d e   Re so n a t o r   S e n so rs ,‖   Bi o p h y s J . ,   v o l/ issu e :   1 1 0 ( 3 ) ,   p p .   6 6 9 6 7 9 2 0 1 6   [5 5 ]   V e n k a tes wa ra   R .   A . e a l. ,   T r a n sp o rt  o f   li q u id u si n g   su p e rh y d ro p h o b ic  a e ro g e ls ,‖   J   Co ll o id   In ter fa c e   S c i . ,   v o l/ issu e 2 8 5 ( 1 ) ,   p p .   4 1 3 8 2 0 0 5   [5 6 ]   Be e c e   D . e a l . ,   S o lv e n v is c o sity   a n d   p ro tein   d y n a m ics ,‖   Bi o c h e mistry   ( M o sc ) ,   v o l/ issu e 1 9 (2 3 ) p p .   5 1 4 7 5 1 5 7 1 9 8 0   [5 7 ]   Ya m a m o to   T . ,   A c o u stic  p ro p a g a ti o n   in   th e   o c e a n   w it h   a   p o r o e las ti c   b o t to m ,‖   J   Aco u st  S o c   Am. ,   v o l/ issu e 7 3 ( 5 ) p p .   1 5 8 7 96 1 9 8 3   [5 8 ]   A rn a u   A . ,   P iez o e lec tri c   tran sd u c e rs an d   a p p li c a ti o n s ,‖   S p ri n g e r ,   2 0 0 4 .     [5 9 ]   Ca rr  P H. ,   M e a su re m e n o f   th e   p iez o e lec tri c   c o n sta n o f   q u a rt z   a g i g a c y c le  f re q u e n c ies ,‖   J   A c o u st  S o c   Am . ,   v o l/ issu e 4 1 (1 ) ,   p p .   75 83 1 9 6 7   [6 0 ]   Zh a n g   J . e t   a l . ,   A n ti b o d y /an ti g e n   a ff in it y   b e h a v io in   l iq u id   e n v iro n m e n w it h   e lec tri c a im p e d a n c e   a n a ly s e o q u a rtz cry sta m icro b a lan c e s ,‖   Bi o p h y s C h e m . ,   v o l/ iss u e 9 9 (1 ) ,   p p .   31 41 2 0 0 2 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.