Controlling superparamagnetic particles with dynamic magnetic fields generated by a Helmholtz-coil system

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Caldeira, Rui Pedro Rodrigues
Data de Publicação: 2010
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: eng
Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
Texto Completo: http://hdl.handle.net/10451/8462
Resumo: Tese de mestrado em Engenharia Física, apresentada à Universidade de Lisboa, através da Faculdade de Ciências, 2010
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spelling Controlling superparamagnetic particles with dynamic magnetic fields generated by a Helmholtz-coil systemPinças magnéticasMicropartículas magnéticasSuperparamagnetismoBobina de HelmholtzControlo electrónico digitalControlo automáticoManipulação de célulasReologiaTeses de mestrado - 2010Tese de mestrado em Engenharia Física, apresentada à Universidade de Lisboa, através da Faculdade de Ciências, 2010The aim of this work was the creation of a novel system of magnetic tweezers which is surface free and makes possible the massive parallel measurement of macromolecule characteristics. The system is able to magnetically control superparamagnetic microparticles which control macromolecules, DNA strands or cells attached to them in a surface free environment, i.e. without the use of surfaces to which the objects are bond. This allows the system composed by a pair of beads and macromolecule to oat freely in the solution, allowing parallel and inside cell measurements. The system constructed is composed of two pairs of water cooled Helmholtz coils controlled by an electronic circuit and software. The system is mounted on an inverted fluorescence microscope. The magnetic forces acting on deferent types of particles were calculated and fully simulated. This allowed the optimization of the coils' parameters. In the present document we explain the physical concepts behind the behavior of the magnetic particles, the details of the design, fabrication and specifications of the control system and at the end we show and discuss some qualitative experiments made with the system.O objectivo deste trabalho foi a criação de um novo sistema de pinças magnéticas que funciona livre de superfícies e possibilita a medição paralela (ou massiva) de caracter ísticas de macromoléculas. O sistema é capaz de controlar magneticamente micropart ículas superparamagnéticas que controlam macromoléculas, pequenas sequências de DNA ou células a elas acopladas num ambiente livre de superfícies, o que significa sem o uso de um sistema físico para os fixar. Isto permite ao sistema composto por um par de partículas magnéticas e macromolécula flutuar livremente na solução, permitindo medições paralelas e dentro de células. O sistema é composto por dois pares de bobinas de Helmholtz arrefecidas a água, controladas por um sistema electrónico e um programa especificamente projectados para a função. O sistema está montado num microscópio invertido com capacidade para microscopia de fluorescência. As forças magnéticas que actuam nos diferentes tipos de micropartículas magnéticas foram calculadas e simuladas o que permitiu uma optimiza ção dos parâmetros das bobinas. No presente documento explicamos os conceitos físicos intervenientes no comportamento das partículas magnéticas, os detalhes do desenho, construção e especificações do sistema de controlo e no fim mostramos e discutimos algumas experiências qualitativas.Futterer, ClausEvans, Guiomar Gaspar de Andrade, 1966-Repositório da Universidade de LisboaCaldeira, Rui Pedro Rodrigues2013-05-15T10:14:45Z20102010-01-01T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10451/8462enginfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2023-11-08T15:52:21Zoai:repositorio.ul.pt:10451/8462Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-19T21:33:00.236175Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse
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