استفاده از حسگرهاى مغناطیسى در شناسایى ویروس ها

محققان آزمایشگاه ملى آرگون در آمریکا نوع جدیدى از حسگرهاى مغناطیسى را ساخته اند که قادر به شناسایى مولکول هاى زیستى است. این وسیله براساس اندازه گیرى بازگشت براونى نانوذرات مغناطیسى، بعد از اتصال آنها به مولکول هاى زیستى عمل مى کند. از این روش مى توان براى شناسایى باکترى ها و ویروس ها در محیط و نیز در زمینه پزشکى استفاده کرد. محققان در پژوهش هاى این طرح، تغییرات حساسیت مغناطیسى نانوذرات را در یک میدان مغناطیسى متغیر بررسى کردند. این حساسیت به مدت زمانى که طول مى کشد تا اسپین هاى مغناطیسى نانوذرات به حالت قبل از ایجاد میدان مغناطیسى برگردند، وابسته بود. دو نوع بازگشت مغناطیسى وجود دارد: در بازگشت براونى ذرات به دلیل انرژى گرمایى خود درون محلول چرخش مى کنند در حالى که بازگشت نیل عموماً در مورد ذرات با اندازه کمتر از ده نانومتر روى مى دهد. در ذرات داراى اندازه بیش از این مقدار، حرکت براونى بر حرکت نیل برترى مى یابد. امروز روش هایى وجود دارند که قادر به اندازه گیرى بازگشت نیل هستند ولى قادر به تفکیک دو جسم با خواص مشابه نیستند. بازگشت براونى، در صورتى که حساسیت میدان مغناطیسى با فرکانس به صورت یک منحنى رسم شود به شکل یک پیک قابل مشاهده است و بر طبق فرضیات اگر شعاع نانوذرات افزایش یابد، این پیک به سمت فرکانس هاى پایین تر تغییر جهت مى یابد. این افزایش شعاع در اثر اتصال مولکول هدف به آنها مى تواند روى دهد. محققان براى بررسى موضوع، نانوذرات مغناطیسى

(Fe3O4)

را با یک پروتئین به نام «آویدین» روکش کردند. هسته مغناطیسى به اندازه ۱۰ تا ۴۰ نانومتر بود در حالى که روکش مورد نظر ۳۰ نانومتر ضخامت داشت. پژوهشگران پس از افزودن «بیوتین» (پروتئینى که به طور اختصاصى به آویدین متصل مى شود) مشاهده کردند که پیک منحنى حساسیت مغناطیسى با فرکانس از ۲۱۰ هرتز به ۱۲۰ هرتز تغییر یافت. به گفته آنها، این تغییر به دلیل افزایش ۱۰ نانومترى شعاع هیدرودینامیکى نانوذرات بعد از اتصال بیوتین به روکش آویدین روى داده است. به این دلیل از این روش براى شناسایى انواع مولکول هاى هدف مى توان استفاده کرد چرا که همگى قادر به کاهش چشمگیر در میزان فرکانس پیک هستند