基于GMR生物传感器的病原体检测研究进展

对当前病原体检测方法和磁性生物传感器的优势进行了简单阐述,分别介绍了巨磁阻(GMR)传感器在生物医学检测领域的应用优势、GMR效应的来源及常见的GMR传感器的结构类型,重点关注了GMR生物传感的基本原理,包括传感器在免疫分析领域的应用策略和传感器表面功能化的方法。总结了GMR生物传感器在病原体检测中的发展现状,重点阐述了GMR生物传感器在靶向标签、致病菌和病毒检测方面的实际应用。最后对当前GMR生物传感器在病原体检测领域面临的问题进行简要分析,对GMR生物传感器未来的应用前景进行了展望,为新一代可用于临床检测的GMR生物检测系统的开发奠定坚实的基础。

基于自旋阀GMR传感器的金属磁记忆检测

针对铁磁性构件疲劳损伤部位产生的磁记忆信号,设计出一种基于自旋阀巨磁阻抗效应传感器的金属磁记忆检测装置。该装置采用基于自旋阀巨磁阻抗效应的传感器构成检测探头,以TI公司的DSP2407芯片为处理器核心。检测探头获取的磁记忆信号经过放大、调理和数模转换电路之后,由处理器对获取的信号进行背景去噪和自适应滤波,并通过串行口与计算机进行通信。对预制暗伤的510L板材试样进行检测与验证,结果表明,该装置能够精确地检测出疲劳试样的疲劳损伤部位。

MEMS/GMR集成磁传感器的磁滞抑制方法

1/f噪声是限制磁阻(MR)传感器低频检测能力的重要因素,而基于微机电系统(MEMS)的磁力线调制可使1/f噪声降低两个数量级以上。然而,由磁滞引起的非线性响应是限制其实际应用的主要问题,此外其具有单向响应特性问题。提出了一种双向脉冲磁化方法,可显著降低磁滞,提高MEMS/巨磁阻(GMR)集成磁传感器的线性度。此外,可以通过区分响应差异与双向脉冲磁化来实现双极磁场检测。实验结果表明:双向脉冲磁化可实现91%的磁滞抑制,灵敏度提高15.4%。

基于GMR单元的电子指南针的研究

无人机、移动设备、车载导航等方面需要用到地磁定向,而指南针在这些应用中起到关键的作用。针对车载导航的姿态控制和导航精度,以广东东莞新科技术开发有限公司的GMR单元为基础,结合其专利技术-磁纠正技术,应用GMR对地磁场的灵敏快速的反应,开发的一款三轴方向传感器-ElectronicCompass。测试数据和动态演示表明,这款电子指南针具有体积小,重量轻,功耗低,响应快和精度高等特点。并通过试验验证了该方案的可行性。

电化学法制备组分调制纳米多层膜的研究现状

探讨了应用电化学电沉积法制备具有超晶格结构的纳米组分调制多层膜的原理,对比了恒电流和恒电位两种电化学手段对膜层微观结构的影响,并简述了阳极氧化法制备多层膜陶瓷材料的研究现状;同时介绍了XRD、STM等几种常用于表征纳米多层膜微观结构的现代测试方法,阐述了纳米多层膜的优异性能及应用前景.

外磁场方位及磁珠位置和团聚对巨磁阻生物传感器检测的影响

实现GMR生物传感器对磁珠及其偶联的生物分子的定量检测,必须考虑磁场方位及磁珠位置和磁珠团聚对检测方法的影响。本文首先利用Comsol软件模拟了这3个因素对GMR传感器输出信号的影响,模拟结果表明,外磁场倾斜、磁珠位置偏离电阻条中心和磁珠团聚均会使信号减小,其中外磁场倾斜影响尤甚;当外磁场倾斜为0.5°时,磁珠的信号会减小80%。为了与模拟结果进行比对,制备了与模型相同的线宽为5μm的GMR生物传感器,并测量了输出信号与磁珠覆盖率的关系。测试结果显示,二者呈线性趋势,但与线性关系存在一定程度的偏离。另外,当磁珠覆盖率为23.6%时,实验测得的信号为63μV,比模拟结果的247μV偏小。实验显示这两种偏差均源于前述3个因素对GMR信号的影响。因此,用GMR传感器对磁珠进行定量检测时,为使信号大小与磁珠个数呈线性关系,应保证以下测试条件:外磁场尽可能垂直于传感器平面;测试过程中外磁场倾斜角不能变化;设法使磁珠集中于电阻条中间区域;尽量保证磁珠不团聚。

磁标记自旋阀巨磁阻生物传感器的研究现状

磁标记自旋阀巨磁阻(GMR)生物传感器以其灵敏度高、生物特异性好、适于自动化分析及可实时检测等特点,在科学研究和免疫诊断应用等方面有广泛应用。介绍了磁标记自旋阀GMR生物传感器的工作原理、研究进展和应用前景,并指出了该传感器目前存在的问题和改进方法。

基于磁弹性的扭矩测量方法及特性分析

基于磁弹性原理组建扭矩测量系统;归纳出"扭矩与磁感应强度之间存在线性正比例关系"的规律;提出以扭矩与磁感应强度之间的线性正比例关系为基础,利用具有巨磁阻效应的特斯拉计先测量磁感应强度值,再计算出相应扭矩值的扭矩测量新方法,为研发汽车扭矩传感器提供一种新的思路;利用SPSS软件进行数据分析,扭矩测量系统的线性度误差小于0.1%,重复性误差均小于0.1%,符合测量系统的误差要求,验证这种扭矩测量新方法的可行性;总结出扭矩测量系统的主要技术指标有:量程为0～100 N.m、线性度和重复性两个误差指标均为0.1%。

励磁装置磁化效果的有限元仿真与相关实验

针对一种永磁多回路励磁装置,采用有限元分析工具对励磁装置2个主要尺寸变化时,棒状铁磁构件的内部和表面2 mm位置的磁场分布进行了数值计算,分析了励磁装置的磁化效果,对励磁装置结构进行了设计。实验中,采用高灵敏的巨磁阻传感器对尺寸变化时励磁装置的磁化效果进行了检测,有限元分析结果与实验结果定性符合,研究结果有助于励磁装置的进一步优化设计。

基于磁弹性的扭矩测量实验台设计及其技术指标分析

基于磁弹性原理设计并搭建了扭矩测量实验台,其主要技术指标为:量程0～100N.m、线性度和重复性两个误差指标均为0.1%。扭矩测量结果表明,在磁头与轴不同间隙条件下,扭矩与磁感应强度之间始终存在线性正比例关系,依据这种关系并利用磁力计先测量出磁感应强度值,然后再计算出相应的扭矩值,以实现扭矩的间接测量。

高检测灵敏度的DNA生物传感器

基于磁珠带标记DNA电化学传感器、磁珠标记的GMR(TMR)DNA生物传感器和纳米线场效应DNA生物传感器都具有高检测灵敏度的特点,是极具发展前途的研究方向。主要介绍了以上三种高检测灵敏度DNA生物传感器的基本检测原理,并对比分析了这三种传感器的优缺点。

基于巨磁电阻传感器的磁珠检测方法

根据多层膜巨磁电阻(GMR)传感器检测速度快、灵敏度高、仪器易于小型化的特点,比较了不同磁场激励方式与输出信号处理方法,采用电桥电压与激励磁场双调制的检测方法,提高了传感器的信噪比,实现了微米磁珠的定量检测和纳米磁珠的定性检测。