高温超伝導SQUID極短パルス電流検出特性に関する研究

高温超导SQUID超短脉冲电流探测特性研究

• 批准号: 11129208
• 负责人: 桂 進司
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Toyohashi University of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11129208/
• 关键词: SQUID; 高温超伝導; DNAチップ; 抗原抗体反応; 磁性体微粒子; 磁気標識

高速パルス信号計測への高温超伝導SQUIDの適用を検討した。回路には帯域の拡大が可能な非変調方式を採用し、APF回路を用いて磁場電圧変換係数を通常の1.5倍にした。その結果、模擬ケーブルに流したパルス巾100nsec、電流40μAのパルスを検出することができた。併せて、生体高分子を磁性体微粒子で標識し、SQUIDで検出する手法の開発を進め、基本原理の確認を行った。この際、標識に用いる磁性体微粒子のサイズが大きいと特異的に結合している磁性体微粒子も同時に除去されてしまう可能性があるので、標識にはある程度小さな磁性体微粒子を用いる必要がある。現在までに、標識に用いるのに十分小さな磁性体微粒子(直径10nm程度)が市販されているが、この程度の大きさとなると微粒子内の磁区が単一となってしまうために、超常磁性体となり、室温ではほとんど永久磁気モーメントを持たなくなる。従って、何らかの方法で磁化する必要がある。これまでに強いパルス磁界を印加してその直後の1/100秒程度の減衰を計測する方法(Koetitz)や、直流磁界を印加して磁性体双極子からの磁界を計測する方法(Enpuku)が考案されている。我々は交流磁界を印加してSQUID出力をロックイン検出する方法を試みた。磁性体微粒子は抗原抗体反応の後、タンパク質分解酵素によって容器壁から剥離、流動化され、SQUID検出部に輸送して信号を計測した。試料として磁気標識二次抗体を用いた場合には磁気信号はほぼ磁気微粒子の数量に比例しており、現在のところ約10^8個のビーズが検出できることが明らかになった。

我们研究了高温超导SQUID在高速脉冲信号测量中的应用。该电路采用可扩展频带的非调制方式，并采用APF电路将磁场电压转换系数提高到正常值的1.5倍。结果，我们能够检测到施加到模拟电缆的脉冲宽度为 100 ns 且电流为 40 μA 的脉冲。同时，我们继续开发了一种用磁性颗粒标记生物聚合物并使用SQUID进行检测的方法，并确认了基本原理。此时，如果用于标签的磁性细颗粒的尺寸较大，则特定结合的磁性细颗粒也可能同时被去除，因此需要使用稍微小的用于标签的磁性细颗粒。迄今为止，小到足以用于标记的磁性细颗粒（直径约10纳米）已经商业化，但在这种尺寸下，细颗粒内的磁畴变得单一，使其具有超顺磁性，几乎不具有超顺磁性。室温下的永磁矩。因此，有必要以某种方式对其进行磁化。迄今为止，已有施加强脉冲磁场并测量紧随其后约1/100秒的衰减（Koetitz）、施加DC磁场并测量来自磁偶极子的磁场（Enpuku）等方法。已经设计出来了。我们尝试了一种通过施加交变磁场来锁定检测 SQUID 输出的方法。抗原抗体反应后，磁性颗粒被蛋白水解酶从容器壁上剥离，流化，并输送至SQUID检测单元测量信号。当使用磁标记二抗作为样品时，磁信号大约与磁性微粒的数量成正比，据透露，目前大约可以检测到10^8个磁珠。