We report noise and detection limitations in cantilever-based immunomagnetic biosensors. A differential cantilever system with sensing and control arms was used whereby the control arm was passivated with bovine serum albumin (BSA) and the sensing arm was functionalized with biotin-BSA. Streptavidin-coated magnetic beads were exposed to cantilever arms. An oscillatory magnetic field induced a magnetic force on the beads which caused a relative deflection of the sensing arm. Increasing the excitation frequency suppressed the 1f noise by 100-fold, resulting in a deflection resolution of 0.065Å in air.

1.
Y.
Arntz
,
J. D.
Seelig
,
H. P.
Lang
,
J.
Zhang
,
P.
Hunziker
,
J. P.
Ramseyer
,
E.
Meyer
,
M.
Hegner
, and
C.
Gerber
,
Nanotechnology
14
,
86
(
2003
).
2.
J. H.
Pei
,
F.
Tian
, and
T.
Thundat
,
Anal. Chem.
76
,
292
(
2004
).
3.
B.
Ilic
,
D.
Czaplewski
,
H. G.
Craighead
,
P.
Neuzil
,
C.
Campagnolo
, and
C.
Batt
,
Appl. Phys. Lett.
77
,
450
(
2000
).
4.
A.
Gupta
,
D.
Akin
, and
R.
Bashir
,
J. Vac. Sci. Technol. B
22
,
2785
(
2004
).
5.
B.
Dhayal
,
W. A.
Henne
,
D. D.
Doorneweerd
,
R. G.
Reifenberger
, and
P. S.
Low
,
J. Am. Chem. Soc.
128
,
3716
(
2006
).
6.
L.
Johnson
,
A. T. K.
Gupta
,
A.
Ghafoor
,
D.
Akin
, and
R.
Bashir
,
Sens. Actuators B
115
,
189
(
2006
).
7.
J.
Fritz
,
M. K.
Baller
,
H. P.
Lang
,
H.
Rothuizen
,
P.
Vettiger
,
E.
Meyer
,
H. J.
Guntherodt
,
C.
Gerber
, and
J. K.
Gimzewski
,
Science
288
,
316
(
2000
).
8.
H.
Sone
,
A.
Ikeuchi
,
T.
Izumi
,
H.
Okano
, and
S.
Hosaka
,
Jpn. J. Appl. Phys., Part 1
45
,
2301
(
2006
).
9.
S. Q.
Li
,
L.
Orona
,
Z. M.
Li
, and
Z. Y.
Cheng
,
Appl. Phys. Lett.
88
,
073507
(
2006
).
10.
A.
Gupta
,
D.
Akin
, and
R.
Bashir
,
Appl. Phys. Lett.
84
,
1976
(
2004
).
11.
S. M.
Lindsay
,
Y. L.
Lyubchenko
,
N. J.
Tao
,
Y. Q.
Li
,
P. I.
Oden
,
J. A.
Derose
, and
J.
Pan
,
J. Vac. Sci. Technol. A
11
,
808
(
1993
).
12.
D. R.
Baselt
,
G. U.
Lee
,
K. M.
Hansen
,
L. A.
Chrisey
, and
R. J.
Colton
,
Proc. IEEE
85
,
672
(
1997
).
13.
Y.
Weizmann
,
F.
Patolsky
,
O.
Lioubashevski
, and
I.
Willner
,
J. Am. Chem. Soc.
126
,
1073
(
2004
).
14.
C. A.
Savran
,
A. W.
Sparks
,
J.
Sihler
,
J.
Li
,
W. C.
Wu
,
D. E.
Berlin
,
T. P.
Burg
,
J.
Fritz
,
M. A.
Schmidt
, and
S. R.
Manalis
,
J. Microelectromech. Syst.
11
,
703
(
2002
).
15.
C. A.
Savran
,
T. P.
Burg
,
J.
Fritz
, and
S. R.
Manalis
,
Appl. Phys. Lett.
83
,
1659
(
2003
).
16.
G. G.
Yaralioglu
,
A.
Atalar
,
S. R.
Manalis
, and
C. F.
Quate
,
J. Appl. Phys.
83
,
7405
(
1998
).
17.
J. K.
Fisher
,
J. R.
Cummings
,
K. V.
Desai
,
L.
Vicci
,
B.
Wilde
,
K.
Keller
,
C.
Weigle
,
G.
Bishop
,
R. M.
Taylor
,
C. W.
Davis
,
R. C.
Boucher
,
E.
Timothy O’Brien
, and
R.
Superfine
,
Rev. Sci. Instrum.
76
,
053711
(
2005
).
18.
S. S.
Shevkoplyas
,
A. C.
Siegel
,
R. M.
Westervelt
,
M. G.
Prentiss
, and
G. M.
Whitesides
,
Lab Chip
7
,
1294
(
2007
).
19.
O.
Olsvik
,
T.
Popovic
,
E.
Skjerve
,
K. S.
Cudjoe
,
E.
Hornes
,
J.
Ugelstad
, and
M.
Uhlen
,
Clin. Microbiol. Rev.
7
,
43
(
1994
).
You do not currently have access to this content.