Un escáner para obtener imágenes de partículas magnéticas en muestras planas se ha desarrollado utilizando la técnica de mezcla de detección magnética de frecuencia plana. La respuesta producto de intermodulación magnético de la magnetización nonhysteretic no lineal de las partículas se registra a una excitación de dos frecuencias. Se puede utilizar para tomar imágenes en 2D de muestras biológicas delgadas.
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Artículo de método
Frecuencia de mezcla escáner de detección magnética para obtener imágenes de partículas magnéticas en muestras planas
En este artículo
Resumen
Resumen
Se presenta la configuración de una frecuencia de mezcla planar escáner magnético de detección (p-FMMD) para la realización de partículas magnéticas Imaging (MPI) de las muestras planas. Se compone de dos cabezales de medición magnéticos en ambos lados de la muestra montada en las patas de un soporte en forma de u. La muestra se expone localmente a un campo de excitación magnética que consiste en dos frecuencias diferentes, en un componente más fuerte a aproximadamente 77 kHz y un campo más débil en 61 Hz. Las características de magnetización no lineales de partículas superparamagnéticas dan lugar a la generación de productos de intermodulación. Un componente de suma frecuencia seleccionada de la alta y baja frecuencia incidente campo magnético sobre las partículas magnéticamente no lineales es grabada por una electrónica de demodulación. En contraste con un escáner MPI convencional, p-FMMD no requiere la aplicación de un campo magnético fuerte para toda la muestra porque la mezcla de las dos frecuencias se produce localmente. Por lo tanto, las dimensiones laterales de la muestra son sólolimitado por el alcance de detección y los soportes. Sin embargo, la altura de la muestra determina la resolución espacial. En la configuración actual que se limita a 2 mm. Como ejemplos, se presentan dos de 20 mm x 25 mm imágenes p-FMMD adquiridos a partir de muestras de 1 m de diámetro maghemita partículas en la matriz de silanol y con partículas de magnetita 50 nm de matriz de aminosilano. Los resultados muestran que la novela escáner MPI se puede aplicar para el análisis de muestras biológicas delgadas y con fines de diagnóstico médico.
Introducción
Las nanopartículas magnéticas (MNP) han encontrado amplias aplicaciones en la biología molecular y en la medicina, es decir, para la manipulación de biomoléculas y células individuales 1, para etiquetar selectivamente entidades diana para la detección, 2, 3 para la modulación de la cromatina, 4 y para el aislamiento de mRNA y el tratamiento del cáncer . 5 Debido a sus propiedades superparamagnéticas, que son especialmente útiles para formación de imágenes médicas. Pueden servir, por ejemplo, como agentes de contraste o trazadores para imagen de resonancia magnética (MRI) o para obtener imágenes de la suscepti....
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Protocolo
1. Diseño de una medición Cabeza plana FMMD
- Elija una combinación de bobina para el cabezal de medición. Seleccione una configuración de acuerdo con la Figura 1, que consta de dos bobinas de recogida por encima y dos por debajo de la muestra en un (-, +, +, -) secuencia, con la muestra que se sienta en el centro entre las dos bobinas (+). El signo indica la dirección de bobinado, es decir, (+) para las agujas del reloj y (-) para la izquierda. Por lo tanto, la sensibilidad de las bobinas de captación se vuelve casi homogénea en todo el espesor de la muestra.
- Colocar las bobinas de excitación de tal manera que la señal ind....
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Resultados
La figura 5a muestra la distribución de sensibilidad calculado de la bobina de detección de doble diferencial interna como una función de las coordenadas x e y en el plano de la muestra. Se calculó en un enfoque inverso mediante la determinación de la superposición de los campos magnéticos en todos los puntos (x, y) en el plano central generado por todas las cuatro bobinas de detección. A la inversa, esto determina la sensibilidad de l.......
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Discusión
La técnica de medida utiliza la no linealidad de la curva de magnetización de las partículas superparamagnéticas. El cabezal de medición de dos caras simultáneamente se aplica dos campos de excitación magnéticos de diferente frecuencia a la muestra, una baja frecuencia (f 2) componente para conducir las partículas en la saturación magnética y una alta frecuencia (f 1) de campo de sonda para medir la respuesta magnética no lineal . En particular, los dos armónicos de los campos de .......
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Divulgaciones
Los autores no tienen nada que revelar.
Agradecimientos
Este trabajo fue apoyado por el programa D de MSIP / IITP, República de Corea (Grant No: B0132-15-1001, desarrollo de la próxima Imaging System) la I +.
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Materiales
| Nombre | Empresa | Número de catálogo | Comentarios |
|---|---|---|---|
| Partículas magnéticas "SiMAG Silanol" | Chemicell (http://www.chemicell.com) | 1101-5 | Dispersión acuosa de partículas de sílice magnética, Maghemita, di. 1 y micro; m |
| Nanopartículas magnéticas "fluidMAG-Amine" | Chemicell (http://www.chemicell.com) | 4121-5 | Dispersión acuosa de nanopartículas magnéticas, Magnetita, diámetro 50 nm |
| Microtube 10 y micro; l | Hirschmann Obreroä te (http://www.hirschmann-laborgeraete.de/?sc_lang=en) | volumen 10 y micro; l, diámetro exterior 400 y micro; m, longitud 40 mm | |
| Membrana de nitrocelulosa Biodyne B | Thermo Scientific (http://www.thermoscientific.com) | 77016 | Biodyne B Membrana de nylon, 0.45 y micro; m, 8 cm x 12 cm |
| chip DDS AD9834 | Analog Devices (http://www.analog.com) | AD9834 | 20 mW de potencia, 2,3 V a 5,5 V, 75 MHz |
| Amplificador operacional DDS completo AD829 | Analog Devices (http://www.analog.com) | AD829 | Amplificador operacional de video de alta velocidad y bajo ruido |
| Multiplicador analógico MPY634 | Texas Instruments (http://www.ti.com) | MPY634 | Multiplicador analógico de precisión de ancho de banda amplio |
| Búfer de alta velocidad BUF634 | Texas Instruments (http://www.ti.com) | BUF634 | 250 Amplificador operacional de búfer de alta velocidad mA |
| OPA627 | Texas Instruments (http://www.ti.com) | OPA627 | Amplificadores operacionales de precisión y alta velocidad Difet(R) |
| Amplificador operacional TL072 | Texas Instruments (http://www.ti.com) | TL072 | Amplificador operacional de propósito general de entrada JFET dual de bajo ruido |
| Amplificador de bloqueo SR830 Stanford | Instruments (http://www.thinksrs.com) | SR830 | 100 kHz DSP amplificador de bloqueo |
| XYZ etapa motorizada | Sciencetown, Incheon, Corea (http://mkmsll.en.ec21.com/) | ||
| Limpiaparabrisas | Seúl Semitech Co (http://www.seoulsemi.com) | CF-909 | dimensión 2.0 mm × 18 milímetro |
Referencias
- Tseng, P., Judy, J. W., Di Carlo, D. Magnetic nanoparticle-mediated massively parallel mechanical modulation of single-cell behavior. Nat meth. 9 (11), 1113-1119 (2012).
- Borgert, J., et al. Fundamentals and applications of magnetic particle i....
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Reimpresiones y permisos
