Bioapplication of magnetic nanoparticles

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Table of contents

Chapitre 1 : Eléments de base de la magnétorésistance géante
1.1 Introduction
1.2 Aperçu historique et bases de l’effet GMR
1.3 Classes de magnétorésistances géantes
1.3.1 Vannes de spin (SV-GMR)
1.3.2 Courant dans le plan (CIP) et le courant perpendiculaire au plan (CPP)
1.3.3 Structure de jonction tunnel magnétique (JTM)
1.3.4 Structure Magnétoimpédance géante (MIG)
1.4 Les matériaux magnétiques
1.4.1 Classification
a. Diamagnétisme
b. Paramagnétisme
c. Ferromagnétisme
d. Ferrimagnétisme
e. Antiferromagnétisme
1.4.2 Propriétés et applications des matériaux magnétiques
1.5 Conclusion
Chapitre 2: Caractérisation de capteurs GMR de type aiguille
2.1 Introduction
2.2 Structures et conceptions des sondes GMR à aiguille
2.2.1 Premier modèle de capteur
2.2.2 Deuxième modèle de capteur
2.2.3 Troisième modèle de capteur
2.3 Caractérisation des capteurs à magnétorésistance géante
2.3.1 Caractérisation du premier capteur
2.3.2 Caractérisation du deuxième capteur
2.3.3 Caractérisation du troisième capteur
2.4 Conclusion
Chapitre 3: Détection des propriétés des fluides magnétiques par capteurs GMR 
3.1 Introduction
3.2 Méthodologie expérimentale de ferrofluide
3.2.1 Préparation de plusieurs concentrations de ferrofluide et montage expérimental
3.2.2 Méthode expérimentale et résultats obtenus par VSM
3.2.3 Comparaison des résultats obtenus par le capteur GMR et par le VSM
3.3 Estimation de la densité de poids de fluide magnétique, de la perméabilité relative et de la susceptibilité magnétique du fluide-D
3.3.1 Spécification et préparation des différentes concentrations de fluide MAG-D
3.3.2 Description de la méthode expérimentale et de la configuration de mesure expérimentaux et théoriques
3.4 Conclusion
Chapitre 4: Détection de la bactérie Escherichia coli par capteur GMR
4.1 Introduction
4.2 Résumé sur les Escherichia coli
4.2.1 Définition des Escherichia coli
4.2.2 Spécification d’Escherichia coli
4.2.3 Maladies causées par Escherichia coli
4.3 Détection d’Escherichia coli O157:H7 par des billes magnétiques
4.3.1 Dynabeads Max E. coli O157
4.3.2 Description des méthodes expérimentales pour l’estimation des propriétés magnétiques des Dynabeads
4.4 Conclusion
Conclusion générale
Chapter 1 : The principle of giant magnetoresistance and studies in magnetism
1.1 Introduction
1.2 Brief historical review of GMR effect
1.3 Theoretical framework of giant magnetoresistance (GMR)
1.4 Different types of giant magnetoresistive structures
1.4.1 Spin valve (SV-GMR) structures
1.4.2 Current in plane (CIP) and current perpendicular to plane (CPP) structures
1.4.3 Magnetic tunnel junction (MTJ) structure
1.4.4 Giant magnetoimpedance (GMI) structure
1.5 The basis of magnetism
1.5.1 Classification of magnetic materials
1.5.2 Properties of magnetic materials
1.5.3 Bioapplication of magnetic nanoparticles
1.5.4 Brief historical aspects of ferrofluid and their applications
1.6 Conclusion
Chapter 2 : Giant magnetoresistance sensor characterization
2.1 Introduction
2.2 Structure and design of the giant magnetoresistance needle probe
2.2.1 First model of the GMR needle probe sensor
2.2.2 Second model of GMR needle probe sensor
2.3 Setup component of giant magnetoresistance needle probe
2.3.1 Uniform magnetic field generator
2.3.2 Displacement system
2.3.3 Preamplifier and lock-in amplifier
2.4 Characterization of the giant magnetoresistance sensors
2.4.1 GMRI sensor’s characterization
2.4.1.A Determination of the sensitivity value for different magnetic flux densities between two GMR elements
2.4.1.B Sensitivity’s determination by individual variation of magnetic flux density for each GMR element
2.4.2 Second GMR sensor’s characterization
2.5 Structure and characterization of giant magnetoresistance sensor type III
2.6 Conclusion
Chapter 3 : Characterization of magnetic fluid properties by GMR sensors
3.1 Introduction
3.2 Experimental methodology of ferrofluid
3.2.1 Determination of the low-concentration of magnetic fluid
3.2.2 Preparation of different concentrations of ferrofluid and experimental setup .
3.2.3 Results obtained by vibrating sample magnetometer (VSM)
3.2.4 Comparison of results obtained by the GMR sensor and by the VSM
3.3 Estimation of magnetic fluid weight density and relative permeability and susceptibility of magnetic fluid-D
3.3.1 Specifications of magnetic fluid-D
3.3.2 Preparation of different concentrations of fluid MAG-D
3.3.3 Experimental measurement setup and method
3.3.4 Analysis of the GMR sensor’s results and comparison of experimental and theoretical results
3.4 Conclusion
Chapter 4 : Detection of Escherichia coli by a GMR sensor
4.1 Introduction
4.2 Summary of Escherichia coli
4.2.1 Definition of Escherichia coli
4.2.2 Specification of E. coli
4.2.3 Diseases caused by Escherichia coli
4.3 Detection of Escherichia coli O157:H7 by magnetic beads
4.3.1 A brief description of Dynabeads Max E. coli O157
4.3.2 Experimental methods for estimation the magnetic properties of Dynabeads
4.4 Conclusion
General conclusion
References