Fréquence de mélange Scanner de détection magnétique pour l'imagerie de particules magnétiques dans des échantillons planaires

Summary

Un scanner pour l'imagerie des particules magnétiques dans des échantillons planaires a été développé en utilisant la fréquence plane de mélange technique de détection magnétique. La réponse magnétique du produit d'intermodulation de l'aimantation sans hystérésis non linéaire des particules est enregistrée sur une excitation à deux fréquences. Il peut être utilisé pour prendre des images 2D d'échantillons biologiques minces.

Abstract

La configuration d'une fréquence plane de mélange magnétique de détection (p-FMMD) scanner pour effectuer particules magnétiques Imaging (MPI) d'échantillons plats est présenté. Il est constitué de deux têtes de mesure magnétique des deux côtés de l'échantillon monté sur les branches d'un support en forme de u. L'échantillon est exposé localement à un champ d'excitation magnétique constitué de deux fréquences distinctes, une composante plus forte à environ 77 kHz et un champ plus faible à 61 Hz. Les caractéristiques d'aimantation non linéaire des particules superparamagnétiques donnent lieu à la génération de produits d'intermodulation. Une composante somme fréquence sélectionnée de l'incident et faible champ magnétique de fréquence sur les particules magnétiquement non linéaires est enregistré par une électronique de démodulation. Contrairement à un scanner MPI conventionnel, le p-FMMD ne nécessite pas l'application d'un fort champ magnétique à l'ensemble de l'échantillon, car le mélange des deux fréquences se produit localement. Ainsi, les dimensions latérales de l'échantillon ne sont quelimitée par la plage de balayage et les supports. Cependant, la hauteur de l'échantillon détermine la résolution spatiale. Dans la configuration actuelle, il est limité à 2 mm. A titre d'exemple, nous présentons deux 20 mm x 25 mm p-FMMD images acquises à partir d'échantillons avec 1 um particules de diamètre de maghémite dans la matrice de silanol et avec des particules de magnétite 50 nm dans la matrice aminosilane. Les résultats montrent que le nouveau scanner MPI peut être appliqué pour l'analyse d'échantillons biologiques minces et à des fins de diagnostic médical.

Introduction

Des nanoparticules magnétiques (MNP) ont trouvé des applications répandues dans la biologie moléculaire et de la médecine, à savoir, pour la manipulation des biomolécules et des cellules individuelles ^1, pour le marquage sélectif des entités cibles pour la détection, ^{2, 3} pour la modulation de la chromatine, ⁴ et pour l' isolement de l' ARNm et le traitement du cancer ^5. En raison de leurs propriétés superparamagnétiques, ils sont particulièrement utiles pour l' imagerie médicale. Ils peuvent servir, par exemple, comme agents de contraste ou traceurs pour imagerie par résonance magnétique (IRM) ou....

Protocol

1. Conception d'une Tête de mesure Planar FMMD

1. Choisissez un système de bobine pour la tête de mesure. Sélectionner une configuration selon la figure 1, composé de deux bobines détectrices ci - dessus et deux en dessous de l'échantillon dans un (-, +, +, -) la séquence, l'échantillon assis au milieu entre les deux bobines (+). Le signe représente la direction d'enroulement, à savoir (+) pour les aiguilles d'une montre et (-) pour le sens inverse des aiguilles. Ainsi, la sensibilité des bobines de pick-up devient pratiquement homogène à travers l'épaisseur de l'échantillon.
   1. Placer les bobines d'excitation de telle sorte qu....

Results

La figure 5a montre la distribution de la sensibilité calculée de la bobine de détection à double différentiel interne en fonction des coordonnées x et y dans le plan de l' échantillon. Elle a été calculée selon une approche inverse en déterminant la superposition des champs magnétiques à tous les points (x, y) dans le plan central généré par les quatre bobines de détection. En sens inverse, ce qui détermine la sensibilité de la détect.......

Discussion

La technique de mesure utilise la non-linéarité de la courbe d'aimantation des particules superparamagnétiques. La tête de mesure recto-verso applique simultanément deux champs d'excitation magnétiques de fréquences différentes à l'échantillon, une basse fréquence composant ₍₂ f) pour entraîner les particules dans la saturation magnétique et une haute fréquence (f ₁₎ champ de sonde pour mesurer la réponse magnétique non linéaire . En particulier, les deux harmoniques d.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Particules magnétiques « SiMAG Silanol"	Chemicell (http://www.chemicell.com)	1101-5	Dispersion aqueuse de particules de silice magnétique, Maghemite, dia. 1  ; et micro ; m
Nanoparticules magnétiques « fluidMAG-Amine"	Chemicell (http://www.chemicell.com)	4121-5	Dispersion aqueuse de nanoparticules magnétiques, Magnétite, dia. 50  ; nm
Microtube 10 & micro ; l	Hirschmann Laborgerä ; te (http://www.hirschmann-laborgeraete.de/?sc_lang=en)		volume 10 µ ; L, diamètre extérieur 400  ; et micro ; m, longueur 40 mm
Membrane nitrocellulosique Biodyne B	Thermo Scientific (http://www.thermoscientific.com)	77016	Membrane en nylon Biodyne B, 0,45  ; et micro ; m, 8  ; cm x 12 cm
Puce DDS AD9834	Analog Devices (http://www.analog.com)	AD9834	20 mW Puissance, 2,3 V à 5,5 V, 75  ; MHz Complete DDS
Operational Amplifier AD829	Analog Devices (http://www.analog.com)	AD829	Amplificateur opérationnel vidéo haute vitesse et faible bruit
Multiplicateur analogique MPY634	Texas Instruments (http://www.ti.com)	MPY634	Multiplicateur analogique de précision à large bande passante
Tampon haute vitesse BUF634	Texas Instruments (http://www.ti.com)	BUF634	250  ; mA High-Speed Buffer
Operational Amplifier OPA627	Texas Instruments (http://www.ti.com)	OPA627	Precision High-Speed Difet(R)
Operational Amplifier Operational Amplifier TL072	Texas Instruments (http://www.ti.com)	TL072	Dual Low-Noise JFET-Input General-Purpose Operational
Amplifier Lock-In Amplifier SR830	Stanford Instruments (http://www.thinksrs.com)	SR830	100 kHz DSP lock-in
XYZ scène motorisée	Sciencetown, Incheon, Corée (http://mkmsll.en.ec21.com/)
Essuie-glace pour salle blanche	Seoul Semitech Co (http://www.seoulsemi.com)	CF-909	dimension 2.0 mm × ; 18  ; mm