發(fā)布時(shí)間：2021-10-20 16:15

　　磁性納米材料由于具有獨(dú)特的物理性質(zhì),已經(jīng)成為近年來(lái)發(fā)展迅猛且極具研究?jī)r(jià)值的材料之一,在磁傳感器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、生物醫(yī)學(xué)和環(huán)境工程等方面具有很大的應(yīng)用前景。在眾多磁性納米材料中,Fe3O4納米顆粒具有高磁化強(qiáng)度、較好的磁致伸縮性能、容易進(jìn)行表面改性和無(wú)毒的生物相容性等優(yōu)點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于上述領(lǐng)域。許多研究者致力于該納米顆粒的應(yīng)用研究開發(fā),其中在巨磁阻（GMR）生物檢測(cè)和柔性磁電復(fù)合材料中的應(yīng)用備受關(guān)注。與其他生物傳感器相比,GMR生物傳感器具有高靈敏度、低噪音、穩(wěn)定的磁標(biāo)記、可重復(fù)和可量化等優(yōu)勢(shì)被廣泛用于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。GMR生物傳感器的原理實(shí)際上是對(duì)磁性標(biāo)簽所產(chǎn)生的彌散場(chǎng)進(jìn)行檢測(cè),因此,磁性標(biāo)簽的磁性能將直接決定檢測(cè)的結(jié)果。在實(shí)際檢測(cè)中,人們希望傳感器能有高的檢測(cè)精度,這就要求磁性標(biāo)簽材料能夠有高的飽和磁化強(qiáng)度、良好的分散性和均勻的粒徑分布。目前,科學(xué)家們已通過(guò)很多方法改善磁性標(biāo)簽性能,但仍有不足,需要開發(fā)新型磁性標(biāo)簽滿足對(duì)超低濃度檢測(cè)的需要。Fe3O4納米顆粒除了可以用于磁性生物檢測(cè)之外,另一重要領(lǐng)域?yàn)槿嵝源烹姀?fù)合材料。這種材料具有加工性能好和可彎曲等優(yōu)點(diǎn),在制備可穿戴器件上有極大的應(yīng)用潛力... 

【文章來(lái)源】：青島大學(xué)山東省

【文章頁(yè)數(shù)】：75 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．３?ＧＭＲ生物傳感器工作原理＿?（ａ）將單鏈探測(cè)ＤＮＡ固定在傳感器表面，（ｂ）將目??標(biāo)ＤＮＡ與磁性標(biāo)簽相結(jié)合，（ｃ）將含有目標(biāo)ＤＮＡ的溶液流經(jīng)傳感器表面，（ｄ）在激勵(lì)磁??

＜?貴島大學(xué)碩士學(xué)倥論文???人為設(shè)計(jì)成自旋閥結(jié)構(gòu)，即在一個(gè)鐵磁層下面加一個(gè)反鐵磁層，鐵磁屋在反鐵磁??層的作用下，磁矩的方向被釘扎在一個(gè)固定方向，通過(guò)降低多層膜層間交換耦合??來(lái)實(shí)現(xiàn)低場(chǎng)下相鄰鐵磁層磁化方向的相對(duì)變化［４３＜４４１。??■ｆｌ?ＢＨ??圖１．２巨磁阻效應(yīng)的機(jī)理［４５］??傳統(tǒng)的ＧＭＲ生物傳感器包含三個(gè)部分：ＧＭＲ傳感芯片、磁性標(biāo)簽和外接??電路。目前，ＧＭＲ傳感器在生物化學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用主要是棊于免疫磁珠技術(shù)。如??圖１．３所示，以檢測(cè)ＤＮＡ為例，首先將單鏈探測(cè)ＤＮＡ和目標(biāo)ＤＮＡ分別固定??于ＧＭＲ傳感器表面和經(jīng)過(guò)表面改件的磁性標(biāo)簽，然后將目標(biāo)ＤＮＡ溶液輸送到??傳感器表面與探測(cè)ＤＮＡ相結(jié)合，去除沒有結(jié)合的目標(biāo)ＤＮＡ。在激勵(lì)磁場(chǎng)的作??用下，磁性標(biāo)簽產(chǎn)生的彌散場(chǎng)作用在傳感器上，使其電阻發(fā)生改變。由于外接電??路穩(wěn)定地給ＧＭＲ傳感芯片輸入恒定的電流，電阻變化可轉(zhuǎn)化為電壓的變化，通??過(guò)概量電壓的改變暈即可定囊：標(biāo)定Ｊ標(biāo)ＤＮＡ的數(shù)量或濃度。??Ｍａｇｎｅｔｉｃ?Ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ??ｓＰ＝ｒ＃?ｉ?孑?一??｜?Ｔａｒｇｅｔ?ＤＮＡ??Ｓｐｉｎ?Ｖａｌｖｅ，?Ｓｅｎｓｏｒ?ｊ??（ａ）?（ｂ）?．??＞?Ｈａ?Ｉ??ｒ，—－，??Ｉ?＾＂Ｈｐｔｎ?＼?；＜＼ｈ?＾ｅｎｓｏｉ＾?Ｊ?Ｓｐｉ?ｉ＾＾ａｌｖ＾?Ｓｅｎｓｏｒ?ｊ??圖１．３?ＧＭＲ生物傳感器工作原理＿?（ａ）將單鏈探測(cè)ＤＮＡ固定在傳感器表面，（ｂ）將目??標(biāo)ＤＮＡ與磁性標(biāo)簽相結(jié)合，（ｃ）將含有目標(biāo)ＤＮＡ的溶液流經(jīng)傳感器表面，（ｄ）在激勵(lì)磁??場(chǎng)的作用下引起磁電阻的變化??７??

＜?貴島大學(xué)碩士學(xué)倥論文???．－３１?￣??２?Ｍｏｒｅ?Ｎａｎｏｃｕｂｅｓ?〇??１?Ｒｅｍａｉｎ?Ｂｏｕｎｄ??ｉ２?ａｔａ??２??？ｇ?Ｈｉｇｈｅｒ?Ｃｏｎｔａｃｔ?Ａｒｅａ??■Ｓ?Ｍｏｒｅ?Ｂｏｕｎｄ?Ｎａｎｏｃｕｂｅｓ??■?Ｈｉｇｈｅｒ??〇????１?ｐＮ?Ｆｏｒｃｅ??圖１．４表面上存在的納米顆粒數(shù)量的比較網(wǎng)??綜上所述，為了提高傳感器的檢測(cè)精度，磁性標(biāo)簽需要有較高的磁化強(qiáng)度和??優(yōu)良的分散性。除了材料和尺寸大小，形貌也是影響磁化強(qiáng)度重要因素之一。前??期工作ａ經(jīng)證明特殊形貌的磁性標(biāo)簽具有比球形標(biāo)簽更大的發(fā)展?jié)摿�，除了納米??立方體磁性標(biāo)簽之外，棒狀形貌磁標(biāo)簽也有很大的應(yīng)用價(jià)值＆與球形Ｆｅ３〇４顆粒??相比，棒狀Ｆｅ３０４具有形狀各向異性，退磁ＨＴ小，可以產(chǎn)生較強(qiáng)的彌散常另??夕卜，棒狀納米顆粒容易取向或含組裝，對(duì)提高測(cè)量精度有利。Ｈ此，我們期望采??用棒狀Ｆｅ３〇４作為磁性標(biāo)簽以提高靈敏度并降低ＧＭＲ生物檢測(cè)的ＬＯＤ。??１．４磁性納米顆粒在柔性磁電復(fù)合材料中的應(yīng)用??近幾年Ｆｅ３〇４納米顆粒在可穿戴器件的開發(fā)上成為新的研宄熱點(diǎn)。Ｆｅ３〇４顆??粒是一種優(yōu)良的磁致伸縮材料，可以作為磁致伸縮相應(yīng)用于磁電復(fù)合材料，進(jìn)而??開發(fā)新型柔性磁傳感器。??１．４．１磁電材料概述??多鐵（ＭＦ）材料顯亦出鐵電、鐵磁和鐵彈性的共春和稱合，如圖１．５所不。??在這類系統(tǒng)中，隨著晶格、電荷、自旋和軌道自由度的內(nèi)在相互作甩，將出現(xiàn)許??多新的量子現(xiàn)象，磁電（ＭＥ）效應(yīng)便是其中之一＆?ＭＥ效應(yīng)表現(xiàn)為可以通過(guò)外部??磁場(chǎng)來(lái)調(diào)節(jié)磁電材料的鐵電極化，電場(chǎng)也可以用來(lái)切換磁性狀態(tài)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Recent advances in biological detection with magnetic nanoparticles as a useful tool[J]. Liwei Lu,Xiuyu Wang,Chuanxi Xiong,Li Yao.  Science China（Chemistry）. 2015(05)
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碩士論文
[1]PVDF基磁電復(fù)合材料及其改性機(jī)理研究[D]. 包國(guó)強(qiáng).華中科技大學(xué) 2015



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