دانلود ترجمه مقاله سنسورهای نانوذرات مغناطیسی – MDPI 2009

سنسورهای نانوذرات مغناطیسی

Magnetic Nanoparticle Sensors

چکیده

1- مقدمه

2- تغییر آرامش مغناطیسی (MRSws)

2-1- مکانیزم MRSwها

2-2- ذرات مغناطیسی

2-3- ابزار دقیق

2-4- کاربردهای MRSwهای نوع اول و نوع دوم

3- حسگرها براساس آرامش ذارت مغناطیسی

3-1- تئوری

3-2- آزمایشات

4- حسگرهای دارای مقاومت مغناطیسی

5- نتیجه‌گیری

منابع

چکیده

انواع بسیار زیادی از زیست حسگرها از نانوذرات مغناطیسی (دارای قطر 5 الی 300 نانومتر) یا ذرات مغناطیسی (دارای قطر 300 الی 5000 نانومتر) استفاده می‌کنند که در این حالت برای تشخیص مولکول‌های هدف و ویژه، سطح دستکاری می‌شود. این پژوهش در مورد سه نوع زیست حسگر که در اصول زیست حسگرهای مختلف، مواد مغناطیسی و ابزار دقیق از آنها استفاده می‌شود، توضیحاتی را ارئه می‌دهد. نوع اول شامل حسگرهای آزمایشی تغییر آرامش مغناطیسی می‌باشد که بر روی اثرات ذارت مغناطیسی بر روی نرخ آرامش پروتون آب اعمال می‌گردد. حسگرهای آرامش ذرات مغناطیسی نوع دوم این حسگرها می‌باشد که آرامش حرکت مغناطیسی درون ذرات مغناطیسی را تعیین می‌کند. نوع سوم، حسگرهای دارای خاصیت مقاومت مغناطیسی می‌باشد که به‌منظور تشخیص حضور ذرات مغناطیسی بر روی سطح دستگاه‌های الکترونیکی که به تغییرات میدان‌های مغناطیسی بر روی سطح حساس هستند، از آنها استفاده می‌گردد. پیشرفت‌های اخیر در طراحی نانوذرات مغناطیسی (و ذارت مغناطیسی) همزمان با پیشرفت در ابزار دقیق باعث شده است که زیست حسگرهای دارای مواد مغناطیسی پیشنهاد شوند و شاید در آینده به‌طور وسیع از آنها استفاده شود.

4- حسگرهای دارای مقاومت مغناطیسی

حسگرهای دارای مقاومت مغناطیسی با استفاده از ذرات مغناطیسی به سطح یک حسگر متصل می‌شوند و میدان‌های مغناطیسی ذرات باعث تغییر میدان‌های مغناطیسی حسگر می‌شوند که باعث تغییر جریان الکتریکی درون حسگر می‌شوند. برای اتصال ذرات مغناطیسی به سطح حسگر دو مکانیزم وجود دارد: (i) نشانه‌گذاری مستقیم و (ii) نشانه‌گذاری غیر‌مستقیم (اتصال از نوع ساندویچی). میله‌های مغناطیسی به عاملیت سطح در نشانه‌گذاری مستقیم با استفاده از رابط استرپتاویدین- بیوتین یا تشخیص توالی DNA مکمل متصل می‌شوند. نشانه‌گذاری غیرمستقیم از اصول ایمنی‌سنج ساندویچی در ELISA استفاده می‌کند. برای مثال، پادتن‌های متصل شده به پروتئین هدف بر روی سطح بدون تحرک هستند. بعد از رفتار سطح با محلول نمونه که شامل پروتئین‌های هدف می‌باشد، پادتن‌های دوم بیوتین شده به سطح اضافه می‌شوند. در نهایت، ذرات مغناطیسی پوشش داده به‌وسیله‌ی استرپتاویدین برای پادتن‌های بیوتین شده به‌کار برده می‌شود.

Abstract

Many types of biosensors employ magnetic nanoparticles (diameter = 5–300 nm) or magnetic particles (diameter = 300–5,000 nm) which have been surface functionalized to recognize specific molecular targets. Here we cover three types of biosensors that employ different biosensing principles, magnetic materials, and instrumentation. The first type consists of magnetic relaxation switch assay-sensors, which are based on the effects magnetic particles exert on water proton relaxation rates. The second type consists of magnetic particle relaxation sensors, which determine the relaxation of the magnetic moment within the magnetic particle. The third type is magnetoresistive sensors, which detect the presence of magnetic particles on the surface of electronic devices that are sensitive to changes in magnetic fields on their surface. Recent improvements in the design of magnetic nanoparticles (and magnetic particles), together with improvements in instrumentation, suggest that magnetic material-based biosensors may become widely used in the future.

4- Magnetoresistive Sensors Magnetoresistive sensors

are based on the binding of magnetic particles to a sensor surface and the magnetic fields of the particles alter the magnetic fields of the sensor which result in electrical current changes within the sensor. There are two mechanisms through which magnetic particles bind to the sensor surface: (i) direct labeling and (ii) indirect labeling (a sandwich type binding). Magnetic probes bind to the surface functionality on the surface in direct labeling by using streptavidin-biotin interaction or complementary DNA sequence recognition. Indirect labeling uses the principle of sandwich immunoassay in ELISA. For example, antibodies that bind to the target protein are immobilized on the surface. After treatment of the surface with a sample solution containing the target proteins, second antibodies that are biotinylated are added to the system. Finally Streptavidin coated magnetic particles are applied for tagging the biotinylated antibodies.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

سنسورهای نانوذرات مغناطیسی

Magnetic Nanoparticle Sensors