Новый магнитный биосенсор
Широко распространенная технология с использованием микро- и наноразмерных магнитных частиц в качестве детекторов также применяется для индуктивных датчиков и анизотропных магниторезистивных колец. Среди всех детекторов магнитные сенсоры выделяются тем, что невосприимчивы к шуму и помехам и их сигналы магнитосопротивления относительно легко измерить после подачи напряжения. Кроме того, магнитные сенсоры обладают высокой степенью совместимости с автоматизированным зондированием и менее подвержены влиянию окружающей среды. Действие биомагнитных сенсоров основано на прикреплении магнитно меченого биоматериала на сенсорах, где магнитные частицы и сенсоры поверхностно модифицируются, поэтому биоматериал может быть специфически связанным с антителами на поверхности сенсоров и магнитных частиц. С помощью обнаружения наличия магнитных частиц можно определить, прикреплен ли биоматериал на сенсоре или нет.
Полученное на сканирующем электронном микроскопе изображение структуры волнообразного псевдо-спинового вентиля. Ширины хребты/канавки равны 11 и 12 мкм. Вставка показывает полученную на сканирующем электронном микроскопе картину после добавления магнитных клеток на структуру. Hx, Hy и Hz указывают направление приложенного магнитного поля.
Китайскими учеными предложен новый магнитный тонкопленочный биосенсор, использующий анизотропный магниторезистивный эффект, который основан на волнообразном псевдо-спиновом вентиле. Волнообразная структура образует канавки для прикрепления клеток, которые содержат магнитные наночастицы FeO после эндоцитоза (эндоцитоз – процесс захвата внешнего материала клеткой) и впоследствии изменяют магнитные свойства псевдо-спинового вентиля (10 nm Ti/8 nm CoFe/[4 nm Cu/4 nm CoFe]4/[4 nm Cu/8 nm CoFe]4/10 nm Ti). Этот биосенсор прошел поверку при использовании клеток человека. Магнитные петли гистерезиса были измерены с помощью вибрационного магнитометра в трех ортогональных направлениях. Устройства с прикреплением клеток показывают значительное увеличение полей переключения по сравнению со случаем без прикрепления клеток, когда внешнее магнитное поле параллельно канавкам. Отмечается, что можно получить даже больше поле переключения, когда прикладываемое внешнее магнитное поле перпендикулярно канавкам. В дальнейшем возможно интегрирование сенсора в микроканал, чтобы отделить магнитно меченые клетки от обычных клеток.
IEEE Trans. Magn. 50 No.1 (2014) 4000203
DOI:10.1109/TMAG.2013.2281430 part 1