T E L K O M N I K A ,   V o l . 1 0 ,   N o . 4 ,   D e c e m b e r   2 0 1 2 ,   p p .   7 2 5 ~ 7 3 2   I S S N :   1 6 9 3 - 6 9 3 0   a c c r e d i t e d   b y   D G H E   ( D I K T I ) ,   D e c r e e   N o :   5 1 / D i k t i / K e p / 2 0 1 0         7 2 5       R e c e i v e d   J u l y   3 0 ,   2 0 1 2 ;   R e v i s e d   S e p t e m b e r   1 2 ,   2 0 1 2 ;   A c c e p t e d   S e p t e m b e r   2 0 ,   2 0 1 2   M e a s u r e m e n t   a n d   S i m u l a t i o n   T e c h n i q u e s   f o r   P i e z o r e s i s t i v e   M i c r o c a n t i l e v e r   B i o s e n s o r   A p p l i c a t i o n s       A a n   F e b r i a n s y a h 1 ,   R a t n o   N u r y a d i 2 ,   D j o k o   H a r t a n t o 3   1 El e c t r i c a l   En g i n e e r i n g ,   St a t e   M a n u f a c t u r i n g   Po l y t e c h n i c   o f   Ba n g k a   Be l i t u n g   J l .   T i m a h   R a y a   Ai r k a n t u n g   Su n g a i l i a t - B a n g k a   Be l i t u n g ,   I n d o n e s i a ,   Ph o n e / F a x : + 6 2   7 1 7 9 3 5 8 6 / 9 3 5 8 5   2 C e n t e r   f o r   M a t e r i a l   T e c h n o l o g y ,   Ag e n c y   f o r   t h e   A s s e s s m e n t   a n d   Ap p l i c a t i o n   o f   T e c h n o l o g y   ( BPPT )   J l .   M H .   T h a m r i n   N o .   8   J a k a r t a ,   I n d o n e s i a ,   Ph o n e / F a x :   + 6 2   2 1 3 1 6 9 8 9 3 / 3 1 6 9 8 7 3   3 D e p a r t m e n t   o f   El e c t r o n i c s   E n g i n e e r i n g ,   F a c u l t y   o f   En g i n e e r i n g     I n d o n e s i a   U n i v e r s i t y   Ka m p u s   U I   D e p o k - J a w a   Ba r a t ,   I n d o n e s i a ,   P h o n e / F a x :   + 6 2   2 1 7 2 7 0 0 7 8 / 7 2 7 0 0 7 7   e - m a i l :   a a n f e b r i a n s y a h @ y a h o o . c o m ,   r a t n o n @ g m a i l . c o m ,   d j o k o @ e l e k t r o . u i . a c . i d       A b s t r a k   Ap l i k a s i   m i k r o k a n t i l e v e r   s e b a g a i   b i o s e n s o r   m u l a i   b a n y a k   d i g u n a k a n   d a l a m   d u n i a   k e s e h a t a n ,   b i o l o g i ,   k i m i a   d a n   l i n g k u n g a n .   R i s e t   i n i   a k a n   m e m b a h a s   p e r a n c a n g a n   t e k n i k   p e n g u k u r a n   d a n   s i m u l a s i   a p l i k a s i   p i e z o r e s i s t i v e   m i k r o k a n t i l e v e r   s e b a g a i   b i o s e n s o r ,   m e l i p u t i   p e m b u a t a n   r a n g k a i a n   W h e a t s t o n e   b r i d g e   s e b a g a i   d e t e k t o r   o b y e k ,   s i m u l a s i   p e r u b a h a n   f r e k u e n s i   r e s o n a n s i   b e r b a s i s   Pe r s a m a a n   Eu l e r - Be r n o u l l i   Be a m   s e b a g a i   d e t e k s i   k e b e r a d a a n   o b y e k ,   d a n   s i m u l a s i   g e r a k   m i k r o k a n t i l e v e r   d e n g a n   m e n g g u n a k a n   p r o g r a m   s o f t w a r e   C O M SO L   M u l t i p h y s i c s   3 . 5 .   T i p e   p i e z o r e s i s t i v e   m i k r o k a n t i l e v e r   y a n g   d i g u n a k a n   a d a l a h   p r o d u k   S e i k o   I n s t r u m e n t   T e c h n o l o g y   ( J e p a n g )   d e n g a n   p a n j a n g   1 1 0   µ m ,   l e b a r   5 0   µ m ,   d a n   t e b a l   1   µ m .   M a s s a   d a r i   m i k r o k a n t i l e v e r   1 2 . 8 1 5   n g .   C o n t o h   o b y e k   y a n g   d i d e t e k s i   a d a l a h   b a k t e r i   EC o l i ,   d i m a n a   m a s s a   u n t u k   s a t u   b a k t e r i   d i a s u m s i k a n   0 , 3   p g .   H a s i l   s i m u l a s i   p a d a   s a a t   p e n d e t e k s i a n   t e r j a d i ,   u n t u k   s a t u   m a s s a   o b y e k   b a k t e r i   a k a n   m e n y e b a b k a n   n i l a i   d e f l e k s i   s e b e s a r   0 , 0 3 0 5 3   n m   d a n   n i l a i   f r e k u e n s i   r e s o n a n s i   s e b e s a r   1 1 8 , 9 0   k H z .   Se d a n g k a n   u n t u k   e m p a t   o b y e k   b a k t e r i   a k a n   m e n y e b a b k a n   n i l a i   d e f l e k s i   s e b e s a r   0 , 0 3 0 5 4   n m   d a n   n i l a i   f r e k u e n s i   r e s o n a n s i   s e b e s a r   1 1 8 , 6 8   k H z .   D a r i   d a t a   t e r s e b u t   t e r l i h a t   b a h w a   b e r t a m b a h n y a   m a s s a   b a k t e r i   a k a n   m e n y e b a b k a n   n a i k n y a   n i l a i   d e f l e k s i   d a n   t u r u n n y a   n i l a i   f r e k u e n s i   r e s o n a n s i .       K a t a   k u n c i :   b i o s e n s o r ,   C O M S O L ,   d e f l e k s i ,   f r e k u e n s i r e s o n a n s i ,   m i k r o k a n t i l e v e r       A b s t r a c t     Ap p l i c a t i o n s   o f   m i c r o c a n t i l e v e r s a s   b i o s e n s o r s   h a v e   b e e n   e x p l o r e d   b y   m a n y   r e s e a r c h e r s   f o r   t h e   a p p l i c a t i o n s   i n   m e d i c i n e ,   b i o l o g i c a l ,   c h e m i s t r y ,   a n d   e n v i r o n m e n t a l   m o n i t o r i n g .   T h i s   r e s e a r c h   d i s c u s s e s   a   d e s i g n   o f   m e a s u r e m e n t   m e t h o d   a n d   s i m u a t i o n s   f o r p i e z o r e s i s t i v e m i c r o c a n t i l e v e r a s   a   b i o s e n s o r ,   w h i c h   c o n s i s t   o f   d e s i g n i n g   W h e a t s t o n e   b r i d g e   c i r c u i t   a s   o b j e c t   d e t e c t o r ,   s i m u l a t i o n   o f   r e s o n a n c e   f r e q u e n c y   s h i f t   b a s e d   o n   Eu l e r   Be r n o u l l i   B e a m   e q u a t i o n ,   a n d   m i c r o c a n t i l e v e r   v i b r a t i o n   s i m u l a t i o n   u s i n g   C O M S O L   M u l t i p h y s i c s   3 . 5 .   T h e   p i e z o r e s i s t i v e m i c r o c a n t i l e v e r   u s e d   h e r e   i s   Se i k o   I n s t r u m e n t   T e c h n o l o g y   ( J a p a n )   p r o d u c t   w i t h   l e n g t h   o f   1 1 0   µ m ,   w i d t h   o f   5 0   µ m ,   a n d   t h i c k n e s s   o f   1   µ m .   M i c r o c a n t i l e v e r   m a s s   i s   1 2 . 8 1 5   n g ,   i n c l u d i n g   t h e   m a s s   r e c e p t o r .   T h e   s a m p l e   o b j e c t   i n   t h i s   r e s e a r c h   i s   b a c t e r i a   EC o l i .   O n e   b a c t e r i a   m a s s   i s   a s s u m e d   t o   0 . 3   p g .   Si m u l a t i o n   r e s u l t s   s h o w   t h a t   t h e   m a s s   o f   o n e   b a c t e r i u m   w i l l   c a u s e   t h e   d e f l e c t i o n   o f   0 . 0 3 0 5 3   n m   a n d   r e s o n a n c e   f r e q u e n c y   v a l u e   o f   1 1 8 . 9 0   k H z .   M o r e o v e r ,   f o u r   b a c t e r i u m   w i l l   c a u s e   t h e   d e f l e c t i o n   o f   0 . 0 3 0 5 4   n m   a n d   r e s o n a n c e   f r e q u e n c y   v a l u e   o f   1 1 8 . 6 8   k H z .   T h e s e   d a t a   i n d i c a t e   t h a t   t h e   i n c r e a s i n g   o f   t h e   b a c t e r i a   m a s s   i n c r e a s e s   t h e   d e f l e c t i o n   v a l u e   a n d   r e d u c e s   t h e   v a l u e   o f   r e s o n a n c e   f r e q u e n c y .       K e y w o r d s :   b i o s e n s o r ,   C O M S O L ,   d e f l e c t i o n ,   m i c r o c a n t i l e v e r ,   r e s o n a n c e   f r e q u e n c y         1 .   I n t r o d u c t i o n     A   s i m p l e   d e t e c t i o n   s y s t e m   w i t h   a   h i g h   s e n s i t i v i t y   i s   d e s i r e d   i n   t h e   f i e l d s   o f   b i o t e c h n o l o g y   a n d   m e d i c a l   s c i e n c e .   T h e   b a s i c   p r i n c i p l e   o f   b i o l o g i c a l l y - b a s e d   s e n s o r   ( c a l l e d   a s   b i o s e n s o r )   i s   a n   i n t e r a c t i o n   b e t w e e n   b i o - m o l e c u l e s ,   e s p e c i a l l y   a n t i g e n - a n t i b o d y   a n d   d e o x y r i b o n u c l e i c   a c i d   ( D N A ) - D N A . S u c h   b i o - m o l e c u l e s   i n t e r a c t i o n   i s   g e n e r a l l y   m e a s u r e d   b y   u s i n g   g a s   c h r o m a t o g r a p h y   m a s s   s p e c t r o m e t r y   ( G C M S ) ,   a   q u a r t z   c r y s t a l   o s c i l l a t o r   a n d   a   s u r f a c e   P l a s m o n   r e s o n a n c e .   H o w e v e r ,   t h e s e   m e t h o d s h a v e   s o m e   d i s a d v a n t a g e s   a s   f o l l o w s   [ 1 ] .   F i r s t ,   G C M S   h a s   a   h i g h   m a s s   r e s o l u t i o n   o f   a b o u t   1   p g ,   b u t   i t   t a k e s   l o n g   t i m e   t o   m e a s u r e   a   s a m p l e .   S e c o n d ,   t h e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                              I S S N :   1 6 9 3 - 6 9 3 0   T E L K O M N I K A     V o l .   1 0 ,   N o .   4 ,     D e c e m b e r   2 0 1 2   :     7 2 5     7 3 2   7 2 6 q u a r t z   c r y s t a l   o s c i l l a t o r   m e t h o d   h a s   a   l o w   s e n s i t i v i t y   o f   a b o u t   3 0   p g / H z ,   a n d   t h i r d ,   t h e   S u r f a c e   P l a s m o n   R e s o n a n c e   m e t h o d   i s   c o m p l e x   a n d   e x p e n s i v e   M i c r o - m a c h i n e d   c a n t i l e v e r   i s   a   g o o d   c a n d i d a t e   f o r   s e n s o r . T h i s   w a s   f i r s t   u s e d   a s   f o r c e   p r o b e s   i n   A t o m i c   F o r c e   M i c r o s c o p y   ( A F M ) .   T h e   e x t r e m e   s e n s i t i v i t y   t o   s e v e r a l   e n v i r o n m e n t a l   f a c t o r s ,   s u c h   a s   n o i s e ,   t e m p e r a t u r e ,   h u m i d i t y   a n d   p r e s s u r e   w a s   i m m e d i a t e l y   e v i d e n t .   I n   1 9 9 4 ,   r e s e a r c h   t e a m s   i n   O a k   R i d g e   N a t i o n a l   L a b o r a t o r y   a n d   I B M   h a v e   c o n v e r t e d   t h e   m e c h a n i s m   c a u s i n g   i n t e r f e r e n c e   i n t o   a   p l a t f o r m   f o r   a   n o v e l   f a m i l y   o f   b i o s e n s o r s   [ 1 ] .   S o m e   o f   c h a r a c t e r i s t i c s   o f   m i c r o c a n t i l e v e r   a r e   a s   f o l l o w s :   a )   s m a l l   s i z e   ( i n   r a n g e   m i c r o m e t e r )   b )   h i g h   s e n s i t i v i t y   ( s c a l e   i n   a t t o g r a m ,   1 0 - 1 8   g r a m )   c )   l o w   c o s t   r e l a t i v e l y   d )   l o w   p o w e r   c o n s u m p t i o n   e )   d e t e c t a b l e   o f   v a r i o u s   o b j e c t   i n   o n e   p l a t f o r m   f )   s i m p l e   f a b r i c a t i o n   g )   i n t e g r a t e d   i n   m i c r o a r r a y   f o r m .   T h e   m i c r o c a n t i l e v e r   b a s e d   s e n s o r s   a r e a p p l i c a b l e   f o r   v a r i o u s   f i e l d s   i n   m e d i c i n e   a n d   b i o l o g y   f i e l d   a n d   i n   c h e m i s t r y   &   e n v i r o n m e n t a l   m o n i t o r i n g   [ 2 ] ,   s u c h   a s   d e t e c t i o n   o f   D N A   a n d   p r o t e i n ,   d e t e c t i o n   o f   m y o g l o b i n ,   d e t e c t i o n   o f   t e m p e r a t u r e   a n d   h e a t   c h a n g e s ,   d e t e c t i o n   o f   E s c h e r i c h i a   C o l i   b a c t e r i a ,   d e t e c t i o n   o f   h u m i d i t y ,   e t c . T h i s   p a p e r   d i s c u s s e s   a   d e s i g n   o f   m e a s u r e m e n t   t e c h n i q u e   a n d   s i m u a t i o n s   f o r   p i e z o r e s i s t i v e - t y p e d m i c r o c a n t i l e v e r   a s   a   b i o s e n s o r ,   i n c l u d i n g   t h e   d e s i g n   o f   W h e a t s t o n e   b r i d g e   c i r c u i t   a s   o b j e c t   d e t e c t o r ,   s i m u l a t i o n   o f   r e s o n a n c e   f r e q u e n c y   s h i f t   b a s e d   o n   E u l e r - B e r n o u l l i   B e a m   e q u a t i o n ,   a n d   m i c r o c a n t i l e v e r   v i b r a t i o n   s i m u l a t i o n   u s i n g   C O M S O L .       2 .   R e s e a r c h   M e t h o d   I n   t h i s   r e s e a r c h ,   t h e   m e a s u r e m e n t   t e c h n i q u e s   a n d   s i m u l a t i o n s   o f   m i c r o c a n t i l e v e r - b a s e d   b i o s e n s o r   a r e   d i s c u s s e d ,   e s p e c i a l l y   t h e   c h a n g e s   i n   d e f l e c t i o n   ( δ )   a n d   t h e   c h a n g e   i n   r e s o n a n c e   f r e q u e n c y   ( f )   o f m i c r o c a n t i l e v e r d u e   t o   t h e   c h a n g e s   o f   o b j e c t   m a s s   ( m )   a b s o r b e d   o n   t h e   m i c r o c a n t i l e v e r s u r f a c e .   T h e   m e a s u r e m e n t   t e c h n i q u e s w e r e   d e s i g n e d   u s i n g   a   W h e a t s t o n e   b r i d g e   c i r c u i t   a n d   o p e r a t i o n a l   a m p l i f i e r   o f   I N A   1 2 8 .   T h e   m i c r o c a n t i l e v e r   u s e d   h e r e   i s   p i e z o r e s i s t i v e t y p e   m a d e   b y   S e i k o   I n s t r u m e n t   T e c h n o l o g y   ( J a p a n ) .   M i c r o c a n t i l e v e r   s u r f a c e   w i l l   b e   c o a t e d   b y   a   m a t e r i a l   r e c e p t o r   t h a t   s e r v e s   a s   a   c a t c h e r   a n d   s e l e c t o r   t h a t   o n l y   r e a c t   w i t h   t h e   s e l e c t e d   o b j e c t .   T h e   m i c r o c a n t i l e v e r   s i z e   i s   1 1 0   µ m   i n   l e n g t h ,   5 0   µ m   i n   w i d t h ,   a n d   1   µ m   i n   t h i c k n e s s .   M i c r o c a n t i l e v e r   m a s s   i s   1 2 . 8 1 5   n g ,   i n c l u d i n g   t h e   m a s s   r e c e p t o r . T h e   o b j e c t   u s e d   h e r e   i s   E s c h e r i c h i a   C o l i   b a c t e r i a ,   w h i c h   h a s   t h e   m a s s   o f 0 . 3   p g .   S i m u l a t i o n   o f   t h e   r e s o n a n c e   f r e q u e n c y   i s   p e r f o r m e d   b a s e d   o n   E u l e r - B e r n o u l l i   B e a m   E q u a t i o n ,   a n d   t h e   m i c r o c a n t i l e v e r   m o t i o n   s i m u l a t i o n   i s   d o n e   b y   u s i n g   C O M S O L   M u l t i p h y s i c s   3 . 5 .     2 . 1 .   M i c r o c a n t i l e v e r   S t r u c t u r e   F i g u r e   1   d e s c r i b e s   a   s i m p l e   s t r u c t u r e   o f   t h e   m i c r o c a n t i l e v e r   b e f o r e   a n d   a f t e r   d e f l e c t i o n .   I n   o r d e r   t o   u s e   t h e   m i c r o   c a n t i l e v e r   a s   a   b i o s e n s o r ,   i t   m u s t   b e   p l a c e d   b i o - r e c e p t o r   a s   f u n c t i o n a l i z a t i o n   l a y e r   o n   t h e   s u r f a c e   o f   m i c r o c a n t i l e v e r   a n d   p l a c i n g   t h e   e l e c t r o n i c s   d e v i c e s   t o   d e t e c t   t h e   d e f l e c t i o n   o f   t h e   m i c r o c a n t i l e v e r .   F i g u r e   2   s h o w s   a   b i o s e n s o r   m i c r o c a n t i l e v e r   ( b e f o r e   ( a )   a n d   a f t e r   ( b )   d e f l e c t i o n s ) ,   w h e r e   f u n c t i o n a l i z a t i o n   l a y e r   i s   c o a t e d   o n   t h e   m i c r o c a n t i l e v e r   s u r f a c e .   I n   c a s e   o f   t h e   b a c t e r i a   o b j e c t   d e t e c t i o n ,   t h e   m i c r o c a n t i l e v e r   n e e d s   t o   b e   c o a t e d   b y   a n t i b o d y   l a y e r   o n   i t s   s u r f a c e   w h i c h   o n l y   c a n   r e a c t   w i t h   b a c t e r i a .   T h e   m a s s   d e t e c t e d   h e r e   i s   t h e   r e a c t i o n   r e s u l t   b e t w e e n   b o t h   a n t i b o d y   a n d   b a c t e r i a   m a s s   w h i c h   i s   r e p r e s e n t e d   b y   B S A   ( B o v i n e   S e r u m   A l b u m i n ) .   B S A   a n d   t h e   a n t i b o d y   w e r e i m m o b i l i z e d   o n   t h e   m i c r o c a n t i l e v e r   s u r f a c e   u s i n g   p h y s i c a l a d s o r p t i o n   a s   f o l l o w s .   F i r s t ,   t h e   m i c r o c a n t i l e v e r s   w e r e   c l e a n e d   u s i n g   p i r a n h a   s o l u t i o n   ( H 2 O 2 : H 2 S O 4 = 1 : 1 )   a n d   t h e n   i m m e r s e d   i n   e t h a n o l b e f o r e   c r i t i c a l   p o i n t   d r i e d   ( C P D ) .   S e c o n d ,   t h e   m i c r o c a n t i l e v e r s   w e r e t h e n   r i n s e d   f o r   a r o u n d   3 0   s   i n   d e i o n i z e d   ( D I )   w a t e r   a n d   t r e a t e d   w i t h   B S A   a t   a   c o n c e n t r a t i o n   o f   2   m g /   m l   f o r   1 5   m i n .   T h e   r e s o n a n c e   f r e q u e n c y   o f   t h e   m i c r o c a n t i l e v e r i s   t h e n   m e a s u r e d   a f t e r   b o t h   t h e   a n t i b o d y   a n d   B S A   a r e   a t t a c h e d   t o t h e   s u r f a c e   [ 3 ] .   C o m m e r c i a l   m i c r o c a n t i l e v e r   d i m e n s i o n s   u s e d   h e r e   i s   5 0 - 2 0 0   µ m   i n   l e n g t h ,   1 0 - 4 0   µ m   i n   w i d t h ,   a n d   0 . 3 - 3   µ m   i n   t h i c k n e s s .   S u c h   m i c r o c a n t i l e v e r   s i z e   i s   p o s s i b l e   t o   d e t e c t   a t t o g r a m   s c a l e   ( 1 0 - 1 8   g r a m )   o b j e c t   m a s s   [ 4 ] .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L K O M N I K A     I S S N :   1 6 9 3 - 6 9 3 0       D e s i g n   a n d   M e a s u r e m e n t   f o r   P i e z o r e s i s t i v e   M i c r o c a n t i l e v e r   B i o s e n s o r   ( A a n   F e b r i a n s y a h )   7 2 7           ( a )   B e f o r e   d e f l e c t i o n   ( b )   D e f l e c t i o n   c o n d i t i o n   F i g u r e   1 .   S t r u c t u r e   o f   M i c r o c a n t i l e v e r                 ( a )   B e f o r e   d e f l e c t i o n   ( b )   D e f l e c t i o n   c o n d i t i o n     F i g u r e   2 .   B i o s e n s o r   m i c r o c a n t i l e v e r   s y s t e m         2 . 2 .   M i c r o c a n t i l e v e r   D e f l e c t i o n   M o d e s   M i c r o c a n t i l e v e r b i o s e n s o r s   c a n   o p e r a t e   i n   t w o   m o d e s   ( s e e   F i g u r e 3 ) ,   i . e . ,   s t a t i c   a n d   d y n a m i c   m o d e s .   I n   t h e   s t a t i c   m o d e ,   t h e m i c r o c a n t i l e v e r b i o s e n s o r   o p e r a t e s   b a s e d   o n   t h e   d i f f e r e n c e   o f s u r f a c e   s t r e s s   g e n e r a t e d   b e t w e e n   t h e   t o p   a n d   b o t t o m   s u r f a c e s d u r i n g   b i n d i n g   o r   a d s o r p t i o n   o f   t a r g e t   m o l e c u l e s   o n   a f u n c t i o n a l i z e d   s u r f a c e .   T h e   c h a n g e   o f   s u r f a c e   s t r e s s   c a u s e s   t h e   c a n t i l e v e r   t o   b e n d .   T h i s   b e n d i n g   i s   k n o w n   a s   d e f l e c t i o n   ( δ ) .     O n   t h e   o t h e r   h a n d ,   i n   t h e   d y n a m i c   m o d e ,   t h e   m i c r o c a n t i l e v e r   i s   o s c i l l a t e d   a t   a   c e r t a i n   f r e q u e n c y   a n d t h e   c h a n g e   i n   o s c i l l a t i o n f r e q u e n c y   d u e   t o   m a s s   c h a n g e   ( m )   l o a d i n g   i s   m e a s u r e d   o n   i t s   s u r f a c e .   D e f l e c t i o n   v a l u e s   c a n   b e   c a l c u l a t e d   u s i n g   t h e   t w o   m e t h o d s ,   i . e . ,   d i s t r i b u t e d   l o a d   a n d   p o i n t e d   l o a d a s   s h o w n   i n   F i g u r e   4 .             F i g u r e   3 .   M i c r o c a n t i l e v e r m o d e   [ 5 ]             a .   D i s t r i b u t e d   l o a d   b .   L o a d   a t   a n y   P o i n t   F i g u r e   4 . M i c r o c a n t i l e v e r   d e f l e c t i o n m e t h o d   F   δ   F   ( a )   S t a t i c   M o d e   ( b )   D y n a m i c   M o d e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                              I S S N :   1 6 9 3 - 6 9 3 0   T E L K O M N I K A     V o l .   1 0 ,   N o .   4 ,     D e c e m b e r   2 0 1 2   :     7 2 5     7 3 2   7 2 8 T h e   c a l c u l a t i o n   o f   d e f l e c t i o n   v a l u e s   i n   s t a t i c   m o d e   f o r   u n i f o r m l y   d i s t r i b u t e d   l o a d   m e t h o d   u s e s e q u a t i o n   ( 1 ) ,   w h i l e   t h e   c a l c u l a t i o n   o f   d e f l e c t i o n   v a l u e s   f o r   p o i n t e d   l o a d   m e t h o d   u s e s e q u a t i o n   ( 2 )     [ 6 ] :       =   ( 1 )       = 3 ,   ( 2 )     w h e r e   E   i s Y o u n g s   M o d u l u s   o f   m a t e r i a l ,   P   i s   t h e   f o r c e   i n   m i c r o c a n t i l e v e r   b e a m ,   l   i s   l e n g t h   o f   m i c r o c a n t i l e v e r ,   a   i s   t h e   o b j e c t   d i s t a n c e f r o m f i x e d   e n d , a n d   I   i s   I n e r t i a M o m e n t   o f m i c r o c a n t i l e v e r ,   w h i c h   i s   c a l c u l a t e d   b y   t h e   e q u a t i o n ( 3 )   [ 7 ] .       =   ,   ( 3 )     w h e r e w a n d t a r e w i d t h   a n d   t h i c k n e s s   o f   m i c r o c a n t i l e v e r ,   r e s p e c t i v e l y .   T o   d e t e r m i n e   t h e   a m o u n t   o f   d e f l e c t i o n   i n   t h e   d y n a m i c   m o d e ,   w e   u s e   t h e   E u l e r - B e r n o u l l i   B e a m   E q u a t i o n w i t h   u n i f o r m l y   d i s t r i b u t e d   l o a d   m e t h o d   [ 7 ]   a s   f o l l o w s ,       + = ( , ) ,   ( 4 )     w h e r e n   ρ   i s   t h e   d e n s i t y   o f   m a t e r i a l ,   a n d   A   i s   c r o s s   s e c t i o n   a r e a   ( = ) .   T o   c h a n g e   t h e   p a r t i a l   d i f f e r e n t i a l   e q u a t i o n s   i n t o   d i f f e r e n t i a l   e q u a t i o n s   o n   t h e   v a l u e   o f   x   o n l y ,   w e   a s s u m e   a   h a r m o n i c   i n p u t   f o r c e   a p p l i e d   t o   t h e   s y s t e m   w i t h   t h e   r a d i a l   f r e q u e n c y   ( ) ,   a n d   t h e n ( , ) = a n d ( , ) = .   E q u a t i o n   ( 4 )   c a n   b e   t h e n   s i m p l i f i e d   b y   r e p l a c i n g   t h e   f a c t o r ,   b e c o m e s   [ 8 ] :       ( 1 +  ) +  = ,   ( 5 )     w h e r e +   i s   a   c o n s t a n t   v a l u e   o f   s t r u c t u r a l   d a m p i n g   f a c t o r   a t   t h e   t i m e   o f   t h e   v i b r a t i o n s   a n d   s t r a i n s   t h a t   o c c u r   i n   t h e   m i c r o c a n t i l e v e r .   T h e   v a l u e   o f   r e s o n a n c e   f r e q u e n c y   i s   i n f l u e n c e d   b y   t h e   m a s s   a n d   s t r a i n   v a l u e   f a c t o r   ( s p r i n g   c o n s t a n t )   o f   m i c r o c a n t i l e v e r   [ 9 ] .       =   ( 6 )       = = =   ( 7 )     w h e r e   M   i s   o b j e c t   m a s s   o n   m i c r o c a n t i l e v e r   s u r f a c e   a n d   m   i s   e f f e c t i v e   m a s s   o f   m i c r o c a n t i l e v e r   ( = =  )   [ 1 0 ] .   B y   a d d i n g   t h e   m a s s ,   t h e   r e s o n a n c e   f r e q u e n c y   c h a n g e s   ( f )   w i l l   r e d u c e   t h e   v a l u e   o f   t h e   f r e q u e n c y   a n d   t h e n   m a s s   c h a n g e   ( m )   c a n   b e   d e t e r m i n e d .   T h e   r e s o n a n c e   f r e q u e n c y   c h a n g e   c a n   b e   s e e n   i n   t h e   f o l l o w i n g   e q u a t i o n   [ 1 1 ] .       = 1   ( 8 )       3 .   R e s u l t s   a n d   D i s c u s s i o n s   3 . 1 .   M e a s u r e m e n t   R e s u l t s   o f   V   a n d   R   H e r e ,   t h e   m e a s u r e m e n t   o f   m i c r o c a n t i l e v e r d e f l e c t i o n   w a s   d o n e   u s i n g   a   W h e a t s t o n e   b r i d g e   c i r c u i t s   w h i c h   c o n s i s t s   o f   p o t e n t i o m e t e r s   a n d   r e s i s t o r s   c o m p o n e n t s   ( F i g u r e   5 ) .   P o t e n t i o m e t e r   c a n   b e   c o n s i d e r e d   t o   r e p l a c e   t h e   p i e z o r e s i s t o r   i n m i c r o c a n t i l e v e r .   F r o m   t h e   d a t a   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L K O M N I K A     I S S N :   1 6 9 3 - 6 9 3 0       D e s i g n   a n d   M e a s u r e m e n t   f o r   P i e z o r e s i s t i v e   M i c r o c a n t i l e v e r   B i o s e n s o r   ( A a n   F e b r i a n s y a h )   7 2 9 o b t a i n e d   i n   t h i s   e x p e r i m e n t ,   w e   c a n   c a l c u l a t e   t h e   r e s i s t a n c e   v a l u e   c h a n g e s   a n d   v o l t a g e   c h a n g e s .                                 F i g u r e   5 .   W h e a t s t o n e   b r i d g e   c i r c u i t   a n d   o p e r a t i n g   a m p l i f i e r   I N A 1 2 8       R 1   a n d   R 2   c o m p o n e n t s   a r e   p i e z o r e s i s t o r s   w i t h i n   t h e   p i e z o   r e s i s t i v e   m i c r o c a n t i l e v e r .   C o m p o n e n t s   R 3 ,   R 4   a n d   R 5   a r e a n   e x t e r n a l   r e s i s t o r s .   T h e   a m p l i f i e r   I N A 1 2 8   i s   u s e d   t o   e n h a n c e   t h e   v a l u e   o f   V .   I n   t h e   e x p e r i m e n t a l   p r o c e d u r e ,   v a l u e   R 1   i s   s e t   c l o s e   t o   t h e   v a l u e   R   =   6 3 0     a n d   V o u t   i s   s e t   t o   z e r o .   O n c e   t h e   v a l u e   o f   V o u t   =   0   i s   o b t a i n e d ,   t h e n   t h e   v a l u e   o f   V o u t   i s   m e a s u r e d   f o r   a l l   v a l u e s   o f   R 1   a s   s h o w n   i n   T a b l e   1 .   T h e   m e a s u r e m e n t o f   V   v a l u e s   f o r   a l l   v a l u e s   o f   R 1   i n   T a b l e   1   a r e   s h o w n   i n   F i g u r e   6 .       T a b l e   1 . E x p e r i m e n t a l   r e s u l t   o f     V   m e a s u r e m e n t   R 1   ( )   V o u t   ( V o l t )   V   ( V o l t )   R   ( )   R + R   ( )   1   1 4 . 2 6   3 . 4 3   - 6 2 6 . 3 5   3 . 6 5   1 8 3   1 3 . 8 8   3 . 0 6   - 5 5 8 . 7 8   7 1 . 2 2   2 7 5   9 . 4 5   1 . 8 2   - 3 3 2 . 3 5   2 9 7 . 6 5   4 8 0   6 . 0 2   1 . 1 6   - 2 1 1 . 8 3   4 1 8 . 1 7   6 1 5   2 . 5 0   0 . 4 8   - 8 7 . 6 5   5 4 2 . 3 5   6 8 5   0 . 0 0   0 . 1 6   - 2 9 . 2 2   6 0 0 . 7 8   7 1 4   - 1 . 0 4   - 0 . 1 5   2 7 . 3 9   6 5 7 . 3 9   7 7 7   - 2 . 4 2   - 0 . 4 6   8 4 . 0 0   7 1 4 . 0 0   9 0 5   - 3 . 6 1   - 0 . 6 9   1 2 6 . 0 0   7 5 6 . 0 0   9 5 9   - 4 . 1 1   - 0 . 7 9   1 4 4 . 2 6   7 7 4 . 2 6               F i g u r e   6 .   G r a p h s   o f   e x p e r i m e n t a l   R e s u l t s o f   V   a n d   R + R   a s   f u n c t i o n   o f   R 1       F o r   c o m p a r i s o n ,   w e   p e r f o r m e d   t h e   c a l c u l a t i o n   o f   V   a n d   R   u s i n g   e q u a t i o n   ( 9 )   a n d     e q u a t i o n   ( 1 0 )   [ 1 2 ] .     =       E   ( 9 )     ∆V =   ( 1 0 )     3 . 4 3 3 . 0 6 1 . 8 2 1 . 1 6 0 . 4 8 0 . 1 6 -0 . 1 5 -0 . 4 6 -0 . 6 9 -0 . 7 9 3 . 6 5 7 1 . 2 2 2 9 7 . 6 5 4 1 8 . 1 7 5 4 2 . 3 5 6 0 0 . 7 8 6 5 7 . 3 9 7 1 4 . 0 0 7 5 6 . 0 0 7 7 4 . 2 6 0 1 0 0 2 0 0 3 0 0 4 0 0 5 0 0 6 0 0 7 0 0 8 0 0 9 0 0 -1 . 5 0 -1 . 0 0 -0 . 5 0 0 . 0 0 0 . 5 0 1 . 0 0 1 . 5 0 2 . 0 0 2 . 5 0 3 . 0 0 3 . 5 0 4 . 0 0 0 2 0 0 4 0 0 6 0 0 8 0 0 1 0 0 0 1 2 0 0 ΔR + R   ( Ω) ΔV   (V o lt) R 1   ( Ω) Δ V   ( V o l t ) Δ R + R   ( ) I N A   1 2 8   +   -   V   R 3 = 4 , 9 9 k   R 2 = 6 3 0   R 1 = 1 k   R 5   R 4 = 4 , 5 3 k   V = - 6 , 9 V   V o u t   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                              I S S N :   1 6 9 3 - 6 9 3 0   T E L K O M N I K A     V o l .   1 0 ,   N o .   4 ,     D e c e m b e r   2 0 1 2   :     7 2 5     7 3 2   7 3 0 T h e   c a l c u l a t i o n   r e s u l t s   a r e   s h o w n   i n   T a b l e   2 .   T h e   g r a p h s   o f   V   a n d   R + R   a s   f u n c t i o n   o f   R 1   f r o m   T a b l e   2   c a n   b e   s h o w n   i n   F i g u r e   7 .       T a b l e   2 .   C a l c u l a t i o n   R e s u l t s   o f   V   a n d   R + R   R 1   ( )   V o u t   ( V o l t )   V   ( V o l t )   R   ( )   R + R   ( )   1   2 4 . 2 8 9   3 . 5 2 0   - 6 4 2 . 7 9 8   - 1 2 . 7 9 8   1 8 3   1 3 . 6 4 7   1 . 9 7 8   - 3 6 1 . 1 7 8   2 6 8 . 8 2 2   2 7 5   9 . 8 9 7   1 . 4 3 4   - 2 6 1 . 9 2 2   3 6 8 . 0 7 8   4 8 0   3 . 7 7 6   0 . 5 4 7   - 9 9 . 9 3 0   5 3 0 . 0 7 0   6 1 5   0 . 8 4 6   0 . 1 2 3   - 2 2 . 3 8 5   6 0 7 . 6 1 5   6 8 5   - 0 . 4 3 7   - 0 . 0 6 3   1 1 . 5 5 5   6 4 1 . 5 5 5   7 1 4   - 0 . 9 2 9   - 0 . 1 3 5   2 4 . 5 8 0   6 5 4 . 5 8 0   7 7 7   - 1 . 9 2 8   - 0 . 2 7 9   5 1 . 0 2 6   6 8 1 . 0 2 6   9 0 5   - 3 . 7 0 6   - 0 . 5 3 7   9 8 . 0 7 2   7 2 8 . 0 7 2   9 5 9   - 4 . 3 7 0   - 0 . 6 3 3   1 1 5 . 6 4 6   7 4 5 . 6 4 6                 F i g u r e   7 .   C a l c u l a t i o n   r e s u l t s o f   V   a n d   R + R   a s   f u n c t i o n   o f   R 1       3 . 2 .   S i m u l a t i o n   R e s u l t s   o f   T h e   D y n a m i c   M o d e   I n   t h i s   s i m u l a t i o n ,   m a s s   o f   b a c t e r i a   a s   o b j e c t   i s   a s s u m e d   t o   b e   0 . 3   p g .   W e   u s e   E u l e r - B e r n o u l l i   B e a m   e q u a t i o n   a p p r o a c h   t o   s i m u l a t e   t h e   d e f l e c t i o n   a n d   r e s o n a n c e   f r e q u e n c y .   T h e   s i m u l a t i o n   i s   d o n e   u s i n g   M a t l a b   s o f t w a r e   a n d   t h e   r e s u l t   i s   s h o w n   i n   F i g u r e   8 .           F i g u r e   8 .   D e f l e c t i o n   a n d   a m p l i t u d e   c h a n g e s   f o r   b a c t e r i a   m a s s e s   o f   0 . 3   p g   a n d   0 . 6   p g       T o   s e e   t h e   d e f l e c t i o n   s h i f t   ( ∆δ )   a n d   t h e   c h a n g e   o f   r e s o n a n c e   f r e q u e n c y   ( f ) ,   w e   w i l l   s i m u l a t e   t w o   b a c t e r i a   m a s s e s ,   i . e . ,   0 . 3   p g   a n d   0 . 6   p g .   F i g u r e   8   s h o w s   t h a t   t h e   c h a n g e s   o f   o b j e c t m a s s   ( m )   c a u s e s   t h e   c h a n g e s   o f   f r e q u e n c y   ( X   a x i s )   a n d   t h e   c h a n g e s   o f   d e f l e c t i o n   v a l u e   ( Y   a x i s ) .   3 . 5 2 1 . 9 8 1 . 4 3 0 . 5 5 0 . 1 2 -0 . 0 6 -0 . 1 3 -0 . 2 8 -0 . 5 4 -0 . 6 3 -1 2 . 7 9 8 2 6 8 . 8 2 2 3 6 8 . 0 7 8 5 3 0 . 0 7 0 6 0 7 . 6 1 5 6 4 1 . 5 5 5 6 5 4 . 5 8 0 6 8 1 . 0 2 6 7 2 8 . 0 7 2 7 4 5 . 6 4 6 -1 0 0 0 1 0 0 2 0 0 3 0 0 4 0 0 5 0 0 6 0 0 7 0 0 8 0 0 -1 -0 . 5 0 0 . 5 1 1 . 5 2 2 . 5 3 3 . 5 4 0 2 0 0 4 0 0 6 0 0 8 0 0 1 0 0 0 1 2 0 0 Δ R +R   ( ) ΔV   (V o lt) R 1   ( Ω) Δ V   ( V o l t ) R 1   ( ) 1 . 1 8 7 6 1 . 1 8 7 7 1 . 1 8 7 8 1 . 1 8 7 9 1 . 1 8 8 1 . 1 8 8 1 1 . 1 8 8 2 1 . 1 8 8 3 1 . 1 8 8 4 1 . 1 8 8 5 x   1 0 5 3 . 0 5 3 5 3 . 0 5 3 5 3 . 0 5 3 6 3 . 0 5 3 6 3 . 0 5 3 6 3 . 0 5 3 7 3 . 0 5 3 8 3 . 0 5 3 8 3 . 0 5 3 9 x   1 0 - 1 1 D e f l e c t i o n   M i c r o c a n t i l e v e r   B e a m   a g a i n s t   F r e q u e n c y F r e q u e n c y   ( H z ) D e f l e c t i o n   ( m )     M = 0 , 3   p g M = 0 , 6   p g F   =   1 1 8 , 9 0   k H z   δ   =   3 , 0 5 3 5 5   x   1 0 - 1 1   m   F   =   1 1 8 , 8 5   k H z   δ   =   3 , 0 5 3 8 5   x   1 0 - 1 1   m   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L K O M N I K A     I S S N :   1 6 9 3 - 6 9 3 0       D e s i g n   a n d   M e a s u r e m e n t   f o r   P i e z o r e s i s t i v e   M i c r o c a n t i l e v e r   B i o s e n s o r   ( A a n   F e b r i a n s y a h )   7 3 1 F o r   b a c t e r i a   m a s s   i s   3   p g ,   t h e   r e s o n a n c e   f r e q u e n c y   v a l u e   ( f )   i s   1 1 8 . 9 0   k H z   a n d   t h e   d e f l e c t i o n   v a l u e   ( δ )   i s   3 0 . 5 3 6   p m .   O n   t h e   o t h e r   h a n d ,   f o r   b a c t e r i a   m a s s   o f   6   p g ,   t h e   r e s o n a n c e   f r e q u e n c y   v a l u e   ( f )   i s   1 1 8 . 8 5   k H z   a n d   t h e   d e f l e c t i o n   v a l u e   ( δ )   i s   3 0 . 5 3 9   p m .   I t   s h o w s   t h a t   t h e   c h a n g e   o f   t h e   b a c t e r i a l   m a s s   f r o m   3   p g   t o   6   p g   r e s u l t s   i n   a   d e c r e a s e   i n   t h e   r e s o n a n c e   f r e q u e n c y   v a l u e   o f   0 . 0 5   k H z   a n d   a n   i n c r e a s e   i n   t h e   d e f l e c t i o n   v a l u e   o f   0 . 0 0 3   p m .     3 . 3 .   S i m u l a t i o n   o f   M i c r o c a n t i l e v e r   M o t i o n   I t   i s   w e l l   k n o w n   t h a t   t h e   d e f l e c t i o n   o f   m i c r o c a n t i l e v e r   i s   i n f l u e n c e d   b y   s e v e r a l   f a c t o r s   r e l a t e d   t o   p h y s i c a l   g e o m e t r i e s   s u c h   a s   l e n g t h ,   w i d t h   a n d   t h i c k n e s s .   T h e r e f o r e ,   i n   o r d e r   t o   s e e   t h e   d i f f e r e n c e   i n   t h e   d e f l e c t i o n   v a l u e ,   t h e   s i m u l a t i o n   i s   d o n e   b y   u s i n g   C O M S O L   M u l t i p h y s i c s   3 . 5   s o f t w a r e   [ 1 4 - 1 7 ] .   H e r e ,   t h e   d i m e n s i o n s   o f   t h e   m i c r o c a n t i l e v e r   a r e   t h e   l e n g t h   o f   1 1 0   µ m ,   a   w i d t h   o f   5 0   µ m   a n d   a   t h i c k   o f 1   µ m .   T h e   r e s u l t s   o f   t h i s   s i m u l a t i o n   c a n   b e   s e e n   i n   F i g u r e   9 . T h e   v a l u e s   o f   f r e q u e n c y   a n d   m i c r o c a n t i l e v e r   d e f l e c t i o n   c a n   b e   s e e n .             F i g u r e   9 . S i m u l a t i o n   o f   m i c r o c a n t i l e v e r m o t i o n   b y   C O M S O L .       W h e n   w e   i n c r e a s e   t h e   l e n g t h   o f   t h e   m i c r o c a n t i l e v e r ,   t h e   v a l u e   o f   d e f l e c t i o n   i n c r e a s e s   a n d   t h e   v a l u e   o f   r e s o n a n c e   f r e q u e n c y   d e c r e a s e s . T h i s   i n d i c a t e s   t h a t   t h e   i n c r e a s i n g   o f   m i c r o c a n t i l e v e r   d i m e n s i o n   w i l l   c a u s e   a   c h a n g e   i n   m i c r o c a n t i l e v e r   m a s s   a n d   a l s o   t h e   c h a n g e s   i n   t h e   v a l u e   o f   d e f l e c t i o n   a n d   r e s o n a n c e   f r e q u e n c y . T h e   d e t a i l   o f   s i m u l a t i o n   r e s u l t s   f o r   s e v e r a l   b a c t e r i a l   m a s s e s   c a n   b e   s e e n   i n   T a b l e   3 .       T a b l e   3 . T h e   c o m p a r i s o n   o f   t h e   r e s o n a n c e f r e q u e n c y a n d   d e f l e c t i o n   f o r   d i f f e r e n t   v a l u e s   o f   b a c t e r i a   m a s s e s   M i c r o c a n t i l e v e r   m a s s   ( g r a m )   T h e   d e t e c t e d   o b j e c t   m a s s   ( g r a m )   D e f l e c t i o n   ( m )   R e s o n a n c e   f r e q u e n c y   ( k H z )   1 2 , 8 1 5   x   1 0 - 9   3   x   1 0 - 1 3   ( 1   b a c t e r i u m )   3 , 0 5 3 5 5 x 1 0 - 1 1   1 1 8 , 9 0   6   x   1 0 - 1 3   ( 2   b a c t e r i a )   3 , 0 5 3 8 5 x 1 0 - 1 1   1 1 8 , 8 5   9   x   1 0 - 1 3   ( 3   b a c t e r i a )   3 , 0 5 4 1 5 x 1 0 - 1 1   1 1 8 , 7 4   1 2   x   1 0 - 1 3   ( 4   b a c t e r i a )   3 , 0 5 4 4 5 x 1 0 - 1 1   1 1 8 , 6 8       F r o m   t h e   r e s u l t   i n   T a b l e   3 ,   i t   c a n   b e   s e e n   t h a t   t h e   i n c r e a s i n g   o f   b a c t e r i a   m a s s e s   o n   t h e   m i c r o c a n t i l e v e r   s u r f a c e   w i l l   d e c r e a s e   t h e   v a l u e   o f   t h e   r e s o n a n c e   f r e q u e n c y   a n d   i n c r e a s e   t h e   d e f l e c t i o n v a l u e   o f   m i c r o c a n t i l e v e r .   F r e q u e n c y   D e f l e c t i o n   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                              I S S N :   1 6 9 3 - 6 9 3 0   T E L K O M N I K A     V o l .   1 0 ,   N o .   4 ,     D e c e m b e r   2 0 1 2   :     7 2 5     7 3 2   7 3 2 4 .   C o n c l u s i o n   T h e   m a i n   r e s u l t s   o f   t h i s   r e s e a r c h   a s   f o l l o w s :   1 .   I n   s t a t i c   m o d e   d e f l e c t i o n ,   t h e   i n c r e a s i n g   o f   o b j e c t   m a s s   c a u s e s   a n   i n c r e a s e   i n   t h e   v a l u e   o f   t h e   W h e a t s t o n e   b r i d g e v o l t a g e   c h a n g e   ( V ) .   2 .   I n   d y n a m i c   m o d e   d e f l e c t i o n ,   o n e   b a c t e r i a   w i l l   c a u s e   t h e   d e f l e c t i o n   v a l u e   o f   0 . 3 0 5 3 5   p m   a n d   r e s o n a n c e   f r e q u e n c y   v a l u e   o f   1 1 8 . 9 0   k H z .   F o u r   o b j e c t s   o f   b a c t e r i u m   w i l l   c a u s e   t h e   d e f l e c t i o n   v a l u e   o f   0 . 3 0 5 4 4   p m   a n d   r e s o n a n c e   f r e q u e n c y   v a l u e   o f   1 1 8 . 6 8   k H z .   I t   m e a n s   t h a t   i n c r e a s i n g   o f   t h e   o b j e c t   m a s s   c a u s e s   a n   i n c r e a s e   i n   t h e   v a l u e   o f   d e f l e c t i o n   a n d   d e c r e a s e   i n   t h e   r e s o n a n c e   f r e q u e n c y   v a l u e .       R e f e r e n c e s   [ 1 ] .   N a r d o   R a m í r e z   F r ó m e t a .   C a n t i l e v e r   Bi o s e n s o r s .   B i o t e c n o l o g í a   Ap l i c a d a .   2 0 0 6 ;   2 3 ( 4 ) .   [ 2 ] .   Sa n d e e p   Ku m a r   Va s h i s t .   R e v i e w   o f   M i c r o c a n t i l e v e r s   f o r   Se n s i n g   Ap p l i c a t i o n s .   Az o j o n o   J o u r n a l   o f   N a n o t e c h n o l o g y   O n l i n e .   2 0 0 7 ;   3 ( 1 ) .   [ 3 ] .   D e m i r   Ak i n ,   Am i t   G u p t a ,   R a s h i d   Ba s h i r .   D e t e c t i o n   o f   Ba c t e r i a l   C e l l s   a n d   An t i b o d i e s   U s i n g   Su r f a c e   M i c r o m a c h i n e d   T h i n   Si l i c o n   C a n t i l e v e r   R e s o n a t o r s .   O t h e r   N a n o t e c h n o l o g y   Pu b l i c a t i o n s .   2 0 0 4 ;   Pa p e r   1 .   Pu r d u e   U n i v e r s i t y ,   W e s t   L a f a y e t t e ,   I n d i a n a .   [ 4 ] .   M H   Ab u   Ba k a r ,   M H   I b r a h i m ,   N M   Ka s s i m ,   AB  M o h a m m a d .   Pr e l i m i n a r y   I n v e s t i g a t i o n   o n   M E M Ba s e d   I m m u n o s e n s o r   f o r   E.   c o l i   O 1 5 7 : H 7   D e t e c t i o n .   I EE 9 t h   M a l a y s i a   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e r e n c e   o n   C o m m u n i c a t i o n s .   Ku a l a   L u m p u r .   D e c e m b e r   2 0 0 9 ;   5 1 - 5 4 .   [ 5 ] .   Y a n g - C h o o n   L i m ,   Ab b a s   Z   Ko u z a n i ,   W e i   D u a n ,   Ak i f Ka y n a k .   Ef f e c t s   o f   D e s i g n   Pa r a m e t e r s   o n   Se n s i t i v i t y   o f   M i c r o c a n t i l e v e r   Bi o s e n s o r s .   T h e   2 0 1 0   I EEE/ I C M I n t e r n a t i o n a l   C o n f e r e n c e   o n   C o m p l e x   M e d i c a l   En g i n e e r i n g .   J u l y   1 3 - 1 5 .   2 0 1 0 .   [ 6 ] .   AD VAN C EPI PEL I N ER .   Be a m   D e f l e c t i o n   F o r m u l a e .   h t t p : / / w w w . a d v a n c e p i p e l i n e r . c o m / R e s o u r c e s / O t h e r s / Be a m s /   [ 7 ] .   C h e n   Ki m   Y e w ,   L i m   Ki a n   M e n g .   D e s i g n   a n d   An a l y s i s   o f   Se n s o r   Ar r a y .   Ba c h e l o r   t h e s i s .   Si n g a p o r e :   N a t i o n a l   U n i v e r s i t y   o f   S i n g a p o r e ;   2 0 0 4 .   [ 8 ] .   Am r u l   F a r u q ,   S h a h r u m   Sh a h   b i n   Ab d u l l a h ,   M F a u z i   N o r   Sh a h .   O p t i m i z a t i o n   o f   I n t e l l i g e n t   C o n t r o l l e r   f o r   a n   U n m a n n e d   U n d e r w a t e r   Ve h i c l e . T EL KO M N I KA  I n d o n e s i a n   J o u r n a l   o f   El e c t r i c a l   E n g i n e e r i n g .   2 0 1 1 ;   9 ( 2 ) :   2 4 5 - 2 5 6 .   [ 9 ] .   Be n   O h l e r . Ve e c o   I n s t r u m e n t s   I n c .   Pr a c t i c a l   Ad v i c e   o n   t h e   D e t e r m i n a t i o n   o f   C a n t i l e v e r   Sp r i n g   C o n s t a n t s .   p p .   1 - 1 1 .   [ 1 0 ] .   W T   T h o m s o n .   F r e e   V i b r a t i o n s   O f   C a n t i l e v e r   Be a m   ( Si n g l e   D e g r e e   O f   F r e e d o m   S y s t e m ) .   L o n d o n :   Ki n d e r s l e y   Pu b l i s h i n g ,   I n c .   2 0 0 7 .   [ 1 1 ] .   M   M a r o u f i ,   Sh Z i h a j e h z a d e h ,   M Sh a m s h i r s a z ,   AH   R e z a i e .   Ef f e c t   o f   M e c h a n i c a l   Pr o p e r t i e s   Va r i a t i o n   o f   Po l y s i l i c o n   o n   M i c r o c a n t i l e v e r   M a s s   Se n s o r   S e n s i t i v i t y .   ED Pu b l i s h i n g / D T I P.   2 0 1 0 :   1 4 4 - 1 4 7 .   [ 1 2 ] .   H a y a t o So n e ,   H a r u k i   O k a n o ,   Su m i o   H o s a k a .   Pi c o g r a m   M a s s   S e n s o r   U s i n g   R e s o n a n c e   F r e q u e n c y   Sh i f t   o f   C a n t i l e v e r .   J a p a n e s e   J o u r n a l   o f   A p p l i e d   Ph y s i c s .   2 0 0 4 ;   4 3 ( 6 A) :   3 6 4 8 3 6 5 1 .   [ 1 3 ] .   I n s t i t u t e   f o r   Bi o m o l e c u l a r   D e s i g n .   Pr o j e c t   C y b e r C e l l .   E.   c o l i   St a t i s t i c s .   h t t p : / / r e d p o l l . p h a r m a c y . u a l b e r t a . c a / C C D B/ c g i - b i n / ST AT _ N EW . c g i   [ 1 4 ] .   Ad i t y a   G   M a t h a d ,   R a j e n d r a   M   Pa t r i k a r .   T h e   O r i g i n   o f   S u r f a c e   St r e s s   E x p e r i e n c e d   b y   a   M i c r o - c a n t i l e v e r   Be a m .   T h e   2 0 1 0   I E EE  St u d e n t s '   T e c h n o l o g y   Sy m p o s i u m .   I I T   Kh a r a g p u r .   3 - 4   Ap r i l   2 0 1 0 .     [ 1 5 ] .   C O M SO L   AB.   C O P Y R I G H T   1 9 9 4 2 0 0 7 .   St r u c t u r a l   M e c h a n i c s   M o d u l e   M o d e l   L i b r a r y .   [ 1 6 ] .   M a z i a r   N o r o u z i ,   Al i r e z a   Ka s h a n i n i a .   D e s i g n   o f   Pi e z o e l e c t r i c   M i c r o c a n t i l e v e r   C h e m i c a l   Se n s o r s   I n   C O M SO L   M u l t i p h y s i c s   Ar e a .   T e h r a n :   El e c t r i c a l   En g i n e e r i n g ,   I s l a m i c   Az a d   U n i v e r s i t y ,   C e n t r a l   T e h r a n   Br a n c h   ( I AU C T B) .   [ 1 7 ] .   D i d i   I s t a r d i ,   A n d y   T r i w i n a r k o .   I n d u c t i o n   H e a t i n g   Pr o c e s s   D e s i g n   U s i n g   C O M SO L ®   M u l t i p h y s i c s   So f t w a r e .   T EL KO M N I KA  I n d o n e s i a n   J o u r n a l   o f   El e c t r i c a l   E n g i n e e r i n g .   2 0 1 1 ;   9 ( 2 ) :   3 2 7 - 3 3 4 .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.