Magnetic Sensors and Devices: Technologies and Applications 1st Edition Francis
Magnetic Sensors and Devices: Technologies and Applications 1st Edition Francis
Magnetic Sensors and Devices: Technologies and Applications 1st Edition Francis
Magnetic Sensors and Devices: Technologies and Applications 1st Edition Francis
1. Explore the full ebook collection and download it now at textbookfull.com
Magnetic Sensors and Devices: Technologies and
Applications 1st Edition Francis
https://textbookfull.com/product/magnetic-sensors-and-
devices-technologies-and-applications-1st-edition-francis/
OR CLICK HERE
DOWLOAD EBOOK
Browse and Get More Ebook Downloads Instantly at https://textbookfull.com
Click here to visit textbookfull.com and download textbook now
2. Your digital treasures (PDF, ePub, MOBI) await
Download instantly and pick your perfect format...
Read anywhere, anytime, on any device!
Metallized and magnetic polymers chemistry and
applications 1st Edition Fink
https://textbookfull.com/product/metallized-and-magnetic-polymers-
chemistry-and-applications-1st-edition-fink/
textbookfull.com
Fundamentals and applications of magnetic materials 1st
Edition Krishnan
https://textbookfull.com/product/fundamentals-and-applications-of-
magnetic-materials-1st-edition-krishnan/
textbookfull.com
Smart Sensors and MEMS Intelligent Devices and
Microsystems for Industrial Applications Woodhead
Publishing Series in Electronic and Optical Materials 1st
Edition S Nihtianov A Luque
https://textbookfull.com/product/smart-sensors-and-mems-intelligent-
devices-and-microsystems-for-industrial-applications-woodhead-
publishing-series-in-electronic-and-optical-materials-1st-edition-s-
nihtianov-a-luque/
textbookfull.com
Biological Magnetic Materials and Applications Tadashi
Matsunaga
https://textbookfull.com/product/biological-magnetic-materials-and-
applications-tadashi-matsunaga/
textbookfull.com
3. Magnetic Nanomaterials Fundamentals Synthesis and
Applications 1st Edition Yanglong Hou
https://textbookfull.com/product/magnetic-nanomaterials-fundamentals-
synthesis-and-applications-1st-edition-yanglong-hou/
textbookfull.com
Smart Sensors Networks Communication Technologies and
Intelligent Applications A volume in Intelligent Data
Centric Systems Fatos Xhafa
https://textbookfull.com/product/smart-sensors-networks-communication-
technologies-and-intelligent-applications-a-volume-in-intelligent-
data-centric-systems-fatos-xhafa/
textbookfull.com
Magnetic Levitation Maglev Technology and Applications 1st
Edition Hyung-Suk Han
https://textbookfull.com/product/magnetic-levitation-maglev-
technology-and-applications-1st-edition-hyung-suk-han/
textbookfull.com
Sensors and Measurement Systems River Publishers Series in
Electronic Materials and Devices 2nd Edition Lang Phd
Walter
https://textbookfull.com/product/sensors-and-measurement-systems-
river-publishers-series-in-electronic-materials-and-devices-2nd-
edition-lang-phd-walter/
textbookfull.com
Smart Sensors for Environmental and Medical Applications
(IEEE Press Series on Sensors) Hamida Hallil (Editor)
https://textbookfull.com/product/smart-sensors-for-environmental-and-
medical-applications-ieee-press-series-on-sensors-hamida-hallil-
editor/
textbookfull.com
7. Devices, Circuits, and Systems
Series Editor
Krzysztof Iniewski
Emerging Technologies CMOS Inc.
Vancouver, British Columbia, Canada
PUBLISHED TITLES:
Advances in Imaging and Sensing
Shuo Tang and Daryoosh Saeedkia
Analog Electronics for Radiation Detection
Renato Turchetta
Atomic Nanoscale Technology in the Nuclear Industry
Taeho Woo
Biological and Medical Sensor Technologies
Krzysztof Iniewski
Building Sensor Networks: From Design to Applications
Ioanis Nikolaidis and Krzysztof Iniewski
Cell and Material Interface: Advances in Tissue Engineering,
Biosensor, Implant, and Imaging Technologies
Nihal Engin Vrana
Circuits and Systems for Security and Privacy
Farhana Sheikh and Leonel Sousa
Circuits at the Nanoscale: Communications, Imaging, and Sensing
Krzysztof Iniewski
CMOS: Front-End Electronics for Radiation Sensors
Angelo Rivetti
CMOS Time-Mode Circuits and Systems: Fundamentals
and Applications
Fei Yuan
Design of 3D Integrated Circuits and Systems
Rohit Sharma
Diagnostic Devices with Microfluidics
Francesco Piraino and Šeila Selimović
Electrical Solitons: Theory, Design, and Applications
David Ricketts and Donhee Ham
Electronics for Radiation Detection
Krzysztof Iniewski
8. Electrostatic Discharge Protection: Advances and Applications
Juin J. Liou
Embedded and Networking Systems:
Design, Software, and Implementation
Gul N. Khan and Krzysztof Iniewski
Energy Harvesting with Functional Materials and Microsystems
Madhu Bhaskaran, Sharath Sriram, and Krzysztof Iniewski
Gallium Nitride (GaN): Physics, Devices, and Technology
Farid Medjdoub
Graphene, Carbon Nanotubes, and Nanostuctures:
Techniques and Applications
James E. Morris and Krzysztof Iniewski
High-Speed Devices and Circuits with THz Applications
Jung Han Choi
High-Speed Photonics Interconnects
Lukas Chrostowski and Krzysztof Iniewski
High Frequency Communication and Sensing:
Traveling-Wave Techniques
Ahmet Tekin and Ahmed Emira
High Performance CMOS Range Imaging:
Device Technology and Systems Considerations
Andreas Süss
Integrated Microsystems: Electronics, Photonics, and Biotechnology
Krzysztof Iniewski
Integrated Power Devices and TCAD Simulation
Yue Fu, Zhanming Li, Wai Tung Ng, and Johnny K.O. Sin
Internet Networks: Wired, Wireless, and Optical Technologies
Krzysztof Iniewski
Introduction to Smart eHealth and eCare Technologies
Sari Merilampi, Krzysztof Iniewski, and Andrew Sirkka
Ionizing Radiation Effects in Electronics: From Memories to Imagers
Marta Bagatin and Simone Gerardin
Labs on Chip: Principles, Design, and Technology
Eugenio Iannone
Laser-Based Optical Detection of Explosives
Paul M. Pellegrino, Ellen L. Holthoff, and Mikella E. Farrell
Low Power Emerging Wireless Technologies
Reza Mahmoudi and Krzysztof Iniewski
PUBLISHED TITLES:
9. Magnetic Sensors and Devices: Technologies and Applications
Kirill Poletkin and Laurent A. Francis
Medical Imaging: Technology and Applications
Troy Farncombe and Krzysztof Iniewski
Metallic Spintronic Devices
Xiaobin Wang
MEMS: Fundamental Technology and Applications
Vikas Choudhary and Krzysztof Iniewski
Micro- and Nanoelectronics: Emerging Device Challenges and Solutions
Tomasz Brozek
Microfluidics and Nanotechnology: Biosensing to the Single Molecule Limit
Eric Lagally
MIMO Power Line Communications: Narrow and Broadband Standards,
EMC, and Advanced Processing
Lars Torsten Berger, Andreas Schwager, Pascal Pagani, and Daniel Schneider
Mixed-Signal Circuits
Thomas Noulis
Mobile Point-of-Care Monitors and Diagnostic Device Design
Walter Karlen
Multisensor Attitude Estimation: Fundamental Concepts and Applications
Hassen Fourati and Djamel Eddine Chouaib Belkhiat
Multisensor Data Fusion: From Algorithm and Architecture Design
to Applications
Hassen Fourati
MRI: Physics, Image Reconstruction, and Analysis
Angshul Majumdar and Rabab Ward
Nano-Semiconductors: Devices and Technology
Krzysztof Iniewski
Nanoelectronic Device Applications Handbook
James E. Morris and Krzysztof Iniewski
Nanomaterials: A Guide to Fabrication and Applications
Sivashankar Krishnamoorthy
Nanopatterning and Nanoscale Devices for Biological Applications
Šeila Selimovic´
Nanoplasmonics: Advanced Device Applications
James W. M. Chon and Krzysztof Iniewski
Nanoscale Semiconductor Memories: Technology and Applications
Santosh K. Kurinec and Krzysztof Iniewski
PUBLISHED TITLES:
10. Noise Coupling in System-on-Chip
Thomas Noulis
Novel Advances in Microsystems Technologies and Their Applications
Laurent A. Francis and Krzysztof Iniewski
Optical, Acoustic, Magnetic, and Mechanical Sensor Technologies
Krzysztof Iniewski
Optical Fiber Sensors: Advanced Techniques and Applications
Ginu Rajan
Optical Imaging Devices: New Technologies and Applications
Ajit Khosla and Dongsoo Kim
Organic Solar Cells: Materials, Devices, Interfaces, and Modeling
Qiquan Qiao
Physical Design for 3D Integrated Circuits
Aida Todri-Sanial and Chuan Seng Tan
Power Management Integrated Circuits and Technologies
Mona M. Hella and Patrick Mercier
Radiation Detectors for Medical Imaging
Jan S. Iwanczyk
Radiation Effects in Semiconductors
Krzysztof Iniewski
Reconfigurable Logic: Architecture, Tools, and Applications
Pierre-Emmanuel Gaillardon
Semiconductor Devices in Harsh Conditions
Kirsten Weide-Zaage and Malgorzata Chrzanowska-Jeske
Semiconductor Radiation Detection Systems
Krzysztof Iniewski
Semiconductor Radiation Detectors, Technology, and Applications
Salim Reza
Semiconductors: Integrated Circuit Design for Manufacturability
Artur Balasinski
Smart Grids: Clouds, Communications, Open Source, and Automation
David Bakken
Smart Sensors for Industrial Applications
Krzysztof Iniewski
Soft Errors: From Particles to Circuits
Jean-Luc Autran and Daniela Munteanu
Solid-State Radiation Detectors: Technology and Applications
Salah Awadalla
PUBLISHED TITLES:
11. Structural Health Monitoring of Composite Structures Using Fiber
Optic Methods
Ginu Rajan and Gangadhara Prusty
Technologies for Smart Sensors and Sensor Fusion
Kevin Yallup and Krzysztof Iniewski
Telecommunication Networks
Eugenio Iannone
Testing for Small-Delay Defects in Nanoscale CMOS Integrated Circuits
Sandeep K. Goel and Krishnendu Chakrabarty
Tunable RF Components and Circuits: Applications in Mobile Handsets
Jeffrey L. Hilbert
VLSI: Circuits for Emerging Applications
Tomasz Wojcicki
Wireless Medical Systems and Algorithms: Design and Applications
Pietro Salvo and Miguel Hernandez-Silveira
Wireless Technologies: Circuits, Systems, and Devices
Krzysztof Iniewski
Wireless Transceiver Circuits: System Perspectives and Design Aspects
Woogeun Rhee
FORTHCOMING TITLES:
3D Integration in VLSI Circuits: Design, Architecture, and
Implementation Technologies
Katsuyuki Sakuma
Energy Efficient Computing: Devices, Circuits, and Systems
Santosh K. Kurinec
High-Speed and Lower Power Technologies: Electronics and Photonics
Jung Han Choi and Krzysztof Iniewski
IoT and Low-Power Wireless: Circuits, Architectures, and Techniques
Christopher Siu and Krzysztof Iniewski
Nanoelectronics: Devices, Circuits, and Systems
Nikos Konofaos
Radio Frequency Integrated Circuit Design
Sebastian Magierowski
Sensors for Diagnostics and Monitoring
Kevin Yallup and Krzysztof Iniewski
X-Ray Diffraction Imaging: Technology and Applications
Joel Greenberg and Krzysztof Iniewski
PUBLISHED TITLES:
14. ix
Contents
Series Editor.............................................................................................................xi
Editors.................................................................................................................... xiii
Contributors............................................................................................................xv
1 Biosensor Application for Bovine Mastitis Diagnosis............................1
Carla M. Duarte, Susana Cardoso, and Paulo P. Freitas
2 Giant (GMR) and Tunnel (TMR) Magnetoresistance Sensors:
From Phenomena to Applications..............................................................35
Càndid Reig and María-Dolores Cubells-Beltrán
3 Frequency Tuning Investigation of an Out-of-Plane Resonant
Microstructure for a Capacitive Detection Magnetometer...................65
Petros Gkotsis, Mohamed Hadj Said, Farès Tounsi, Brahim Mezghani,
and Laurent A. Francis
4 Micromachined Inductive Contactless Suspension: Technology
and Modeling............................................................................................... 101
Kirill V. Poletkin, Vlad Badilita, Zhiqiu Lu, Ulrike Wallrabe, and
Christopher Shearwood
5 Application of Magnetic Sensors for Ecological Monitoring
of Stationary Ferromagnetic Masses from On Board Mobile
Platforms.......................................................................................................133
Alexander I. Chernomorsky, Vyacheslav E. Plekhanov, and
Vladimir N. Maximov
6 A Model to Calculate Force Characteristics of a Magnetic
Suspension of a Superconducting Sphere.............................................. 165
Sergey I. Kuznetsov and Yury M. Urman
7 Magnetic Angle Sensors............................................................................201
Udo Ausserlechner
Index......................................................................................................................251
16. xi
Series Editor
Krzysztof (Kris) Iniewski is managing R&D at Redlen Technologies Inc., a
start-up company in Vancouver, Columbia, Canada. Redlen’s revolutionary
production process for advanced semiconductor materials enables a new gen-
eration of more accurate, all-digital, radiation-based imaging solutions. Kris
is also a founder of Emerging Technologies CMOS Inc. (www.etcmos.com),
an organization of high-tech events covering communications, micro-
systems, optoelectronics, and sensors. In his career, Dr. Iniewski has held
numerous faculty and management positions at the University of Toronto,
University of Alberta, SFU, and PMC-Sierra Inc. He has published over 100
research papers in international journals and conferences. He holds 18 inter-
national patents granted in the United States, Canada, France, Germany, and
Japan. He is a frequent invited speaker and has consulted for multiple orga-
nizations internationally. He has written and edited several books for CRC
Press, Cambridge University Press, IEEE Press, Wiley, McGraw-Hill, Artech
House, and Springer. His personal goal is to contribute to healthy living and
sustainability through innovative engineering solutions. In his leisurely
time, Kris can be found hiking, sailing, skiing, or biking in beautiful British
Columbia. He can be reached at kris.iniewski@gmail.com.
18. xiii
Editors
Kirill V. Poletkin is a research associate at the Institute of Microstructure
Technology at Karlsruhe Institute of Technology. He received an honors
diploma in electromechanical engineering, majoring in aviation devices
and measurement systems, in 2001 from Nizhny Novgorod State Technical
University, and his PhD from Moscow Aviation Institute (State University of
Aerospace Technologies), Russia, in 2007. His master’s thesis won the Ministry
of Education and Science of the Russian Federation’s best research work at an
all-Russian student competition in 2002. Then, he was awarded the Humboldt
Research Fellowship for Experienced Researchers in 2012 and successfully per-
formed his Humboldt project titled “Micromachined contactless suspension
with zero spring constant for application as an accelerometer” at University
of Freiburg, Germany from 2013 until 2015. Between 2009 and 2013, he did
postdoctoral research at Nanyang Technological University, Singapore. He has
also worked previously with Giesecke & Devrient GmbH (G&D), JSC Temp-
Avia, and the Russian Federal Nuclear Center (VNIITF). His research interests
include micro- and nano-scales device and the processes of energy transfer
within these scales. He is an author of a number of peer-reviewed journal arti-
cles, conference papers, and two chapters in books published by CRC Press.
Laurent A. Francis is a professor at the Institute of Information and
Communication Technologies, Electronics and Applied Mathematics
(ICTEAM) of the Université catholique de Louvain (UCL), Belgium. He
received his degree in materials science engineering with a minor in electrical
engineering in 2001, and in 2006 he received his PhD in applied science from
UCL. His main focus is on the micro- and nanotechnology of co-integrated,
ultra-low power CMOS MEMS sensors for biomedical applications and
harsh environments. While working on his PhD, he worked as a researcher
at IMEC in Leuven, Belgium, in the field of acoustic and optical biosensors
and piezoelectric RF-MEMS. In 2007, he joined UCL as microsystems chair
and created the Sensors, Microsystems and Actuators Laboratory of Louvain
(SMALL), which he has led since. In 2011, he served as visiting professor at the
Université de Sherbrooke, Canada, where he is currently professeur associé
at the Département de génie électrique et de génie informatique. He has pub-
lished more than 100 research papers in international journals, is co-editor
of one book in microsystems technology published by CRC Press, and holds
four patents. He served as TPC for conferences in the fields of harsh environ-
ments and materials science. He is a board member of the Belgian National
Committee Biomedical Engineering and Belgian representative at IMEKO,
the International Measurement Confederation. He is a regular member of the
IEEE and serves as treasurer of the IEEE CPMT Benelux Chapter.
20. xv
Contributors
Udo Ausserlechner
Infineon Technologies Austria AG
Villach, Austria
Vlad Badilita
Institute of Microstructure
Technology
Karlsruhe Institute of Technology
Karlsruhe, Germany
Susana Cardoso
INESC—Microsistemas e
Nanotecnologias
and
Instituto Superior Técnico, Physics
Department
Universidade de Lisboa
Lisbon, Portugal
Alexander I. Chernomorsky
School of Control Systems,
Informatics and Electrical
Engineering
Moscow Aviation Institute
Moscow, Russia
María-Dolores Cubells-Beltrán
University of Valencia
Valencia, Spain
Carla M. Duarte
INESC—Microsistemas e
Nanotecnologias
and
Faculdade de Medicina Veterinária
Lisbon, Portugal
Paulo P. Freitas
INESC—Microsistemas e
Nanotecnologias
and
Instituto Superior Técnico, Physics
Department
Universidade de Lisboa
Lisbon, Portugal
Petros Gkotsis
European Commission–Joint
Research Centre
Seville, Spain
Sergey Kuznetsov
N. I. Lobachevsky State University
of Nizhniy Novgorod
Nizhniy Novgorod, Russia
and
Johns Hopkins University
Baltimore, Maryland
Zhiqiu Lu
Department of Microsystems
Engineering—IMTEK
University of Freiburg
Freiburg, Germany
Vladimir N. Maximov
School of Control Systems,
Informatics and Electrical
Engineering
Moscow Aviation Institute
Moscow, Russia
21. xvi Contributors
Brahim Mezghani
National Engineering School of Sfax
Sfax, Tunisia
Vyacheslav E. Plekhanov
School of Control Systems
Informatics and Electrical
Engineering
Moscow Aviation Institute
Moscow, Russia
Càndid Reig
University of Valencia
Valencia, Spain
Mohamed Hadj Said
National Engineering School of Sfax
Sfax, Tunisia
Christopher Shearwood
School of Mechanical & Aerospace
Engineering
Nanyang Technological University
Singapore
Farès Tounsi
National Engineering School of Sfax
Sfax, Tunisia
Yury M. Urman
Nizhniy Novgorod Institute of
Management and Business
Nizhniy Novgorod, Russia
Ulrike Wallrabe
Department of Microsystems
Engineering—IMTEK
University of Freiburg
Freiburg, Germany
22. 1
1
Biosensor Application for
Bovine Mastitis Diagnosis
Carla M. Duarte, Susana Cardoso, and Paulo P. Freitas
CONTENTS
1.1 Introduction.....................................................................................................2
1.1.1 Bacterial Detection Methods.............................................................3
1.1.2 Technological Advances....................................................................5
1.2 Portable “Lab-on-Chip” Platform for Bovine Mastitis Diagnosis
in Raw Milk.....................................................................................................5
1.2.1 Magnetic Detection Principles..........................................................6
1.2.2 Biosensor Fabrication.........................................................................8
1.2.3 Microfluidic Channel Fabrication................................................... 10
1.2.4 Readout Electronics.......................................................................... 10
1.2.5 Biological Functionalization of Nanoparticles............................. 11
1.2.6 Biosensor Calibration.......................................................................12
1.2.7 Bacterial Cells....................................................................................12
1.2.8 Sterile Milk Samples.........................................................................13
1.2.9 Mastitic Milk Samples......................................................................13
1.2.10 PCR Reference Method Analysis....................................................13
1.2.11 Biosensor Analysis............................................................................ 14
1.2.12 Data Analysis.................................................................................... 16
1.3 Results............................................................................................................17
1.3.1 Evaluation of Biosensor’s Bacterial Quantification......................17
1.3.2 Validation of Magnetic Detection with mAb
Anti-S. agalactiae and pAb Anti-GB Streptococci.........................18
1.3.3 Validation of Magnetic Detection with mAb Anti-
Staphylococcus spp. and pAb Anti-Staphylococcus aureus..............22
1.4 Discussion......................................................................................................24
1.4.1 Strengths, Weaknesses, Opportunities, and Threats..................27
1.5 Future Perspectives......................................................................................30
References................................................................................................................30
23. 2 Magnetic Sensors and Devices
ABSTRACT Bovine mastitis is an inflammation of the mammary gland,
most often of infectious origin. It is the most frequent disease of dairy cat-
tle and one of the main reasons for culling dairy cows (Gröhn et al., 1998;
Hortet & Seegers, 1998; Hovi & Roderick, 1999). Bovine mastitis is also an
economic burden for farmers because of decreased milk yield, cost of vet-
erinary treatments, and other factors (Korhonen & Kaartinen, 1995). Dairy
farm management focusing on animal health and hygiene improvement
program implementation helps to control mastitis. The timely identifica-
tion of causing microorganisms is necessary to control the disease, reduce
the risk of chronic infections, and target the antimicrobial therapy to be
used. Also, several studies showed that the early detection of mastitis may
increase the cure rate by 60% and reduce the time required to recover nor-
mal milk production when combined with appropriate antimicrobial ther-
apy (Milner et al., 1997).
1.1 Introduction
Bovine mastitis is an inflammation of the mammary gland, most often of
infectious origin. It is the most frequent disease of dairy cattle and one of
the main reasons for culling dairy cows (Gröhn et al., 1998; Hortet & Seegers,
1998; Hovi & Roderick, 1999). Bovine mastitis is also an economic burden on
farmers because of decreased milk yields, cost of veterinary treatments, and
other factors (Korhonen & Kaartinen, 1995). Dairy farm management focus-
ing on animal health and hygiene improvement program implementation
contributes to control mastitis. The timely identification of causative micro-
organisms is necessary to control the disease, reduce the risk of chronic
infections, and target the antimicrobial therapy to be used. Also, several
studies have shown that the early detection of mastitis may increase the cure
rate by 60% and reduce the time required to recover normal milk produc-
tion when combined with appropriate antimicrobial therapy (Milner et al.,
1997). The rapid identification of pathogens such as Staphylococcus spp. and
Streptococcus spp. and among these, the discrimination of major contagious
pathogens Staphylococcus aureus, Streptococcus agalactiae, and Streptococcus
uberis (Bradley, 2002; Zadoks et al., 2011), will therefore contribute to decreas-
ing the economic burden of bovine mastitis. Coagulase-negative staphylo-
cocci, as Staphylococcus epidermidis, are considered minor mastitis pathogens,
but they are the most common agents isolated from milk samples in several
large-scale surveys worldwide (Tenhagen et al., 2006).
This work describes the application of a novel biosensor device for the
identification and quantification of S. agalactiae, S. uberis, and S. aureus and
of the genus Staphylococcus in raw milk samples. The biosensor consists of
a magnetoresistive (MR) sensor and microfluidics, with electronic readout,
24. 3
Biosensor Application for Bovine Mastitis Diagnosis
and the detection of bacteria is achieved through the detection of magnetic
nanoparticles (NP) labeling the bacteria.
1.1.1 Bacterial Detection Methods
Because of the high impact on human health, bacteria detection in milk has
prompted many years of research and development toward reliable and uni-
versal diagnosis tests. Table 1.1 summarizes the different strategies and tech-
niques used for the analysis of milk samples toward bacteria detection and
quantification.
One of the most widely used methods for subclinical mastitis diagnosis is
the California Mastitis Test (CMT), a common indirect method for somatic
cell count (SCC) measurement. However, this portable method only dis-
criminates sick from healthy animals and is unable to identify the causative
agent of infection. Therefore, a microbiological culture is considered the gold
standard for diagnosing mastitis pathogens (Britten, 2012), allowing for a tar-
geted control and treatment decision, in addition to presenting high sensitiv-
ity and specificity. Another advantage of microbial culture–based methods is
the possibility of identifying the antibiotic susceptibility of bacteria. The lim-
itations of a microbiological culture include delays in obtaining results and
suboptimal accuracy in identifying mastitis pathogens. On the other hand,
the use of polymerase chain reaction (PCR)-based tests may be of interest
for intramammary infection (IMI) diagnosis when milk samples with high
SCC are culture-negative or when culturing only detects minor pathogens
(Taponen et al., 2009; Bexiga et al., 2011). PCR is a semi-quantitative technique
that generates information about the number of copies of DNA fragments
that have been detected in a sample, being difficult to assign mastitis causal-
ity to a particular microorganism. We also cannot assume that one bacterial
species is more important in terms of the negative effects on a mammary
gland, simply because it is present in higher numbers.
Immunodiagnostics also create new perspectives for the diagnosis of
bovine mastitis as an alternative to a microbiological culture. Methods based
on serology have the desired characteristics for an ideal diagnostic test such
as speed, sensitivity, ease of handling, and low cost (Fabres-Klein et al., 2014).
The market already provides several portable commercialized immunoassays
for the diagnosis of diseases of veterinary relevance (Zschöck et al., 2005).
The successful choice of a test that evaluates milk requires methodologi-
cal knowledge and diagnostic capabilities for each test currently available.
The sensitivity of culture tests may be complemented by PCR analysis,
which are often combined to yield more robust results. However, to make
treatment decisions, this combination does not allow for a timely answer.
Proteomic research for reliable biomarkers, as enzymes and acute phase
proteins (Pyörälä, 2003; Grönlund, et al., 2003; Åkerstedt et al., 2011; Mansor
et al., 2013), is viable for the early detection of mastitis and drug efficacy,
and to discover potentially novel targets for the development of alternative
25. 4 Magnetic Sensors and Devices
TABLE 1.1
Overview of the Existing Strategies for Bacteria Detection in Milk
Method Basis for Bacteria Detection
in Milk
LOD (Limit
of
Detection)
Sensitivity
and
Specificity References
Microbiological
On-farm culture test Sensitivities of
97.9% and
93.8%
McCarron et al.
(2009)
Specificities of
68.6% and
70.1%
Lago et al. (2011)
Genetics
Pathogen-specific targets of DNA were
amplified and transferred to react
and hybridize with specific probes
that were pre-spotted on the biochip
103–105
CFU/mL
Sensitivity of
94.1%
Lee et al. (2008)
Specificity of
100%
Immunological
Magnetic bead–based ELISA
employing monoclonal antibodies for
the detection of staphylococci in milk
104–105
CFU/mL
Yazdankhah et al.
(1998)
Immunological
ELISA for detecting S. aureus in milk
samples
103–105
CFU/mL
Sensitivities of
69%–90%
Matsushita et al.
(1990)
Specificities of
61%–97%
Hicks et al. (1994)
Immunoagglutination
S. aureus identification in milk samples Sensitivity of
86.7%
Zschöck et al.
(2005)
Specificity of
90.1%
Immunological
Sandwich ELISA test to detect S. aureus 105 CFU/mL Libing et al.
(2012)
Immunological
Competitive immunoassay performed
by an amperometric
magnetoimmunosensor for the
specific detection and quantification
of staphylococcal protein A and
S. aureus cells
1 CFU/mL de Ávila et al.
(2012)
26. 5
Biosensor Application for Bovine Mastitis Diagnosis
therapies (Lippolis & Reinhardt, 2010). However, these innovations are still
not possible to use for routine diagnosis. Therefore, it remains important to
develop a low-cost tool for the differentiation of clinically relevant mastitis
pathogens that may be used on-farm.
1.1.2 Technological Advances
Flow cytometers have been optimized for use in portable platforms, where
cell separation, identification, and counting can be achieved in a compact
and modular format. In this work, this feature was combined with magnetic
detection, where MR sensors were integrated within microfluidic channels
to detect magnetically labeled cells.
Over the past years, the drawbacks of conventional flow cytometers have
encouraged efforts to take advantage of microfabrication technologies and
advanced microfluidics to achieve smaller, simpler, more innovative, and
low-cost instrumentation with enhanced portability for on-site measure-
ments. This miniaturization approach has in general made use of inexpen-
sive polymers such as polydimethylsiloxane (PDMS) (Huh et al., 2005) and
detection techniques easily integrated with electronics (Chung & Kim, 2007),
such as MR sensors (Loureiro et al., 2011, Kokkinis et al., 2017). A previously
reported work for magnetic particle detection (Loureiro et al., 2011; Freitas
et al., 2012) used an integrated cytometer platform, consisting of MR sen-
sors, readout/acquisition electronics, and a microfluidic channel where the
sample with magnetic particles was injected.
Biosensors are fast becoming the next generation of tools in analyzing areas
such as environmental research, medicine, biodefense, agriculture, and food
control (Lazcka et al., 2007). The suitability of a detection method for routine
diagnosis depends on its specificity, sensitivity, cost, processing time, and suit-
ability for a large number of milk samples. New technical advances in mastitis
diagnosis still require specialized training and experience to interpret results.
The personnel responsible should be aware of the strict compliance to each
step in the process for good quality control in obtaining reliable data.
1.2
Portable “Lab-on-Chip” Platform for Bovine
Mastitis Diagnosis in Raw Milk
This work describes a platform for the in-flow detection of magnetically
labeled cells with an MR-based cell cytometer. This portable device is com-
posed of MR sensors (Freitas et al., 2007), namely, spin-valve sensors (SVs),
integrated with a microfluidic platform and connected to an amplification
and acquisition setup. The sensors have excellent spatial resolution (on
the micrometer range) and are sensitive to the magnetic field created by
27. 6 Magnetic Sensors and Devices
magnetized beads flowing in PDMS microchannels above the sensors. The
detection scheme used in this platform relies on the MR sensor’s sensitivity
to count individual cells in flow, contrary to other approaches (Mujika et al.,
2009) while providing information on NPs’ magnetization direction along
the flow process. Therefore, no additional cell culture is needed. In addi-
tion, this platform is compatible with complex matrixes without the need for
intricate sample preprocessing, while using a detection principle (magnetic)
non-existent in nature (thus greatly reducing biological background noise
and false positives). The use of MR sensors also simplifies the connection
with electrical equipment while still allowing coupling with other detec-
tion techniques (e.g., fluorescence or a laser-irradiated magnetic bead system
[LIMBS]) if needed. The sensors are sensitive to the magnetic field created by
magnetically labeled cells flowing in microchannels above the sensors. This
dynamic detection is based on immunoassay methodology since the selected
specific antibodies (probes) recognize immunogenic proteins on bacteria cell
walls (targets). The SV sensor detects the fringe field of the magnetic labels
bound around the target cell through the specific probe.
1.2.1 Magnetic Detection Principles
SVs are MR sensors (Baibich et al., 1988; Dieny, 1994) consisting of a non-
magnetic (NM) metal film between two layers of ferromagnetic (FM) metals.
The film thicknesses are of nanometer dimensions (1–3 nm), and the sen-
sor mechanism is based on the property of the magnetic layer to align with
an external magnetic field. Since the resistance of these materials depends
on the relative magnetic orientations of the FM layers (from parallel to
anti‑parallel), the SV is the optimum transductor between magnetic field and
resistance. Figure 1.1 shows an example of an SV sensor, microfabricated into
a 10×2 µm2 active area, with a linear response as a function of the external
Ta 10 nm
NiFe 3.0 nm
MnIr 6 nm
CoFe 2.5 nm
Cu 2.2 nm
Ta 1.0 nm
CoFe 2.2 nm
Substrate
–8 –6 –4 –2 0 2 4 6 8
460
480
500
Resistance
(Ω)
µ0H (mT)
MR = 9.2%
FIGURE 1.1
Typical structure for a magnetoresistive spin-valve stack and resistance vs. magnetic field
transfer curve of a spin-valve magnetoresistive sensor.
28. 7
Biosensor Application for Bovine Mastitis Diagnosis
magnetic field. Many successful examples of SV sensors have been published
over the past years, from magnetic recording, memories, biomedical, auto-
motive, among many other applications (Loureiro et al., 2011; Freitas et al.,
2012; Wang Li, 2008). Thus, SV sensors are a mature technology with a
large community of industrial and academic users. As a consequence, large-
scale integration is offered by manufacturers to biomedical and biotechno-
logical researchers toward hybrid integration with microfluidic platforms,
for example.
The dimensions of the SV sensors are optimized taking into account the
final sensor application. In biological applications, the detection targets
have sizes ranging between a few nanometers (nm; molecules such as DNA,
RNA, and various proteins) to tens of micrometers (µm; cells can vary in size
from 1 µm, like the target cell described in this chapter, to 100 µm, the size
of a big plant eukaryotic cell). Detection is performed through the magnetic
labeling of these biological targets with nano- or micrometer superpara-
magnetic particles that, under a magnetic field, acquire a magnetic moment.
This creates a fringe field that can be detected by the sensor through its
changed resistance.
The sensor output can be written as
∆ = − × × × + +
( )
V S R I H H H
sq ext bias coup (1.1)
where:
Hbias is the bias field used to center the SV transfer curve (e.g., Oersted
field created by the electrical current)
Hcoup includes the internal FM and magnetostatic fields across the thin
film layers of the SV stack
S = MR/(2 (Hk +Hdemag)) is the sensor’s sensitivity
Rsq = R×L/W is the sensor’s resistance accounting for the dimensions
(L=length, W=width)
Hext represents the external magnetic field, averaged over the sensor’s area
In our case, this is the fringe field created by the magnetic labels (Freitas et
al., 2000, 2012, 2007). Normally, the NP used for biomedical applications are
weakly magnetic or paramagnetic, to avoid clustering inside the microchan-
nels. Therefore, the sensors are required to read small magnetic fields (few
micro to nanotesla).
The dynamic detection approach employed in this work involves the appli-
cation of a magnetic field perpendicular to the sensors in order to magnetize
the beads labeling the cells, with minimum impact on the in-plane sensing
direction of the sensor (as will be described in Section 1.2.2.). The dynamic
detection mechanism is illustrated in Figure 1.2, where a vertically magne-
tized particle is injected through a microchannel and generates a variable
field over the sensor. In Position 1, because of the large distance to the sen-
sor, the fringe field produced by the particles is negligible. As the particle
29. 8 Magnetic Sensors and Devices
approaches the sensor, the free layer will sense the right-side component of
the particles’ fringe field, which changes the sensor resistance (Position 2).
When the particle is in the center of the sensor, the average fringe field of
the particle is equal to zero, thereby vanishing the signal (Position 3). Finally,
as the particle passes the sensor (Position 4), the free layer magnetization is
affected by an opposite fringe field component when compared to Position 2.
When the cells go away, the signal goes back to zero since no fringe field is
sensed (Position 5). As a result, a bipolar peak is the signature of the passage
of a perpendicularly magnetized particle over the SV sensor.
In a dynamic approach, sample acquisition velocity depends on the electron-
ics, thus allowing a high throughput and the direct number of cells to the num-
ber of signals relation. A dynamic acquisition requires magnetic labels with a
high magnetic moment under an applied external magnetic field to obtain a
large detectable fringe field, significantly larger than the noise background
level. However, there needs to be careful label selection, as these should pos-
sess a non-remnant moment in order to avoid particle clustering during the
labeling process of the cells, which can result in cell clustering creating an
underestimation of the cell count. A reduced label size is also important to
avoid the detection of isolated particles (Freitas et al., 2012; Wang Li, 2008).
1.2.2 Biosensor Fabrication
Magnetic detection in a cytometer biochip platform was first reported in
2007 (Loureiro et al., 2007). In this and subsequent work (Loureiro et al., 2011;
Freitas et al., 2012), magnetic particle detection was done with an integrated
cytometer platform, consisting of MR sensors and readout/acquisition
Magnet
1 2 3
Magnet’s field direction
Distance from the center of the sensor (mm)
–20 –15 –10 –5 0 5 10 15 20 25
500
1 3
4
5
2
Voltage
output
(mV)
Particle/cell magnetic alignment
with the magnetic field
Particle’s magnetic fringe field
(horizontal component)
4 5
Sensor
FIGURE 1.2
Schematics of MR sensor detection of magnetically labeled targets flowing above the sensor,
from left (Position 1) to right (Position 5). (Adapted from Fernandes, A.C. et al., Sensors, 14,
15496–15524, 2014.)
30. 9
Biosensor Application for Bovine Mastitis Diagnosis
electronics and a microfluidic channel where the magnetically labeled sam-
ple (in this case, the milk) was injected. The device geometry and physical
principles of operation are described (Fernandes et al., 2014) and are based
on SVs deposited by ion beam deposition on a Nordiko 3000 tool (Gehanno et
al., 1999) with the following structure: Si/Al2O3 60/Ta 1.5/Ni80Fe20 2.5/Co90Fe10
2.0/Cu 2.1/Co90Fe10 2.0/Mn76Ir24 6.0/Ta 5.0 (Freitas et al., 2007) (thickness in
nm, compositions in atomic %), patterned with 3×100 μm active dimensions
(measured between the AlSiCu 300 nm thick contact leads), according to
Figure 1.3. Passivation was done with a 300 nm thick Si3N4 layer deposited
by a plasma-enhanced chemical vapor deposition (PECVD; Electrotech Delta
chemical vapor deposition system). Sensors were annealed at 250°C for 15
min, in vacuum, and cooled down under 1 T magnetic field.
The SV sensors’ electrical transport characterization (resistance vs. direct
current [dc] magnetic field) provided information on the magnetoresistance,
defined as MR=(Rmax –Rmin)/Rmin (where Rmax and Rmin are the maximum and
minimum resistance levels). The sensor sensitivity is defined as the slope of
the curve over the linear range of operation and ranges 0.15%–0.17%/Oe for
the sensors measured across the wafer.
The magnetic detection mechanism used NP that had a superparamag-
netic signature, thereby requiring an external magnetic field to activate
their magnetization. This was done with an external vertical field created
by a permanent magnet (NdFeB, 20-10-01STIC, Supermagnete) mounted
below the printed circuit board (PCB). After magnet alignment below this
sensor, the effect of the small components in the plane of the sensors was
visible in their sensitivity decrease to 0.074%/Oe. The magnetic field at the
microfluidic channel center was ~31 mT, so the individual NP were magne-
tized with a magnetic moment of 2.0×10−18 Am2. Upon magnetization, the
NP created a magnetic field fringe field at the sensor surface; therefore, the
(a) (b) (c)
100 mm
921
mm
Contacts
5 sensors
C
o
n
t
a
c
t
l
e
a
d
0
300 mm
Top
microchannel
Silicone protecting
wirebonding
5.3 mm
Microchannel’s inlets
100 x 3 mm2
Sensor
FIGURE 1.3
(a) Device with the magnetoresistive chip bonded to the polydimethylsiloxane (PDMS) micro-
channels. The sensor’s wire bonding wires are protected with silicone. (b) Spin-valve (SV)
sensor distribution along the microchannels. (c) Microscope photo of the fabricated SVs with
the PDMS microchannel over them (20× amplification).
31. 10 Magnetic Sensors and Devices
particle presence was detected through the changes in the sensor resistance
(or voltage).
1.2.3 Microfluidic Channel Fabrication
The microchannels (Figure 1.3b) were fabricated in PDMS, with 100×50 μm
(length×height), following the method described in the work of Fernandes
et al. (2014).
The integration of the MR chip with the PDMS microchannels was
achieved through irreversible bonding of the Si3N4 and PDMS surfaces. Both
surfaces were exposed to ultraviolet/ozone (UVO Cleaner, Jelight, Irvine,
CA) for 15 min and then mounted face to face and manually aligned and
kept at room temperature (RT) overnight. The ensemble was then mounted
in a PCB, where the sensors were wire bonded and the wires protected with
silicone (Figure 1.3a).
The raw milk sample’s constant flowing through the microchannel’s sec-
tion of 50 µm in height and 100 µm in length was challenging because of
its density and colloidal behavior. A surfactant addition to the milk sample,
namely Tween 20, was used to achieve a higher dispersion of fat globules
(0.1–10 µm), allowing lower interfacial tension and its dimension reduction
(Walstra et al., 2006). On the other hand, we adopted the milk preparation
method of dairy industries for milk homogenization, using agitation (vor-
tex) and higher temperatures (60°C) to decrease fat globules dimension and
allow its uniform distribution in the sample.
1.2.4 Readout Electronics
The multichannel PCB designed to interface 15 SVs was connected to an
amplifier with an operating gain of 5000×, a high-pass and low-pass filter
of 300 Hz and 10 kHz, respectively. Each channel included a configurable dc
source, from 0.25 to 2 mA (Costa et al., 2014).
In this work, only one sensor per channel was monitored. One syringe
pump was attached to the system, and was the only device not operating
under dc batteries (thus, introducing the 50 Hz noise from the main power
grid). The sensor output signals were recorded over time using a connection
to an acquisition setup composed of a 16 bit analog-to-digital converter (ADC
board DT9836-12-2-BNC), at 50 kHz acquisition frequency. The resulting dig-
ital signals were then post-processed in a software developed in MATLAB,
to apply a low-pass digital filter with a cut-off frequency of 2 kHz, allow-
ing real-time noise characterization and data storing in the hard drive for
further analysis (Figure 1.4). The sensors used for this work showed a noise
level of 2.5–4 µV (peak-to-peak). During the experiments, the pump opera-
tion increased the noise level to 3–4.5 µV.
32. 11
Biosensor Application for Bovine Mastitis Diagnosis
1.2.5 Biological Functionalization of Nanoparticles
This dynamic detection approach is based on the detection of the fringe field
created by magnetic particles attached to the bacterial cells. By selecting suitable
antibodies (Ab) (or immunoglobulins [Ig]), it is possible to perform immunolog-
ical recognition of the targeted mastitis pathogens. The specificity of selected
antibodies was tested and proved by immunoblotting (data not shown).
One general differentiation of the streptococci is the Lancefield groups
based on serological grouping determined by the antigen C-substance that is
a group-specific cell wall polysaccharide. S. agalactiae belongs to Lancefield
Group B (GB). A polyclonal anti-GB streptococci immunoglobulin G (IgG;
8435-2000, AbDSerotec), one monoclonal anti-S. agalactiae immunoglobu-
lin M (IgM; MA1-10871, Thermo Fisher), a rabbit polyclonal IgG to S. aureus
ScpA protein (ab 92983, Abcam), and a mouse monoclonal IgM anti-S. aureus
ATCC 29740 (MCA 5793, AbDSerotec—which also recognizes S. epidermidis),
were used separately. The antibodies were expected to attach to protein A of
Nanomag®-D-spio 50 nm particles (79-20-501, MicromodPartikeltechnolo-
gie GmbH) by the Fc fraction (fragment crystallizable region) in IgG and by
the joining chain (J chain) in IgM (Figure 1.5). Antibodies and bacterial cells
dimensions are shown in Figure 1.5.
The bio-functionalization of NP was achieved by the addition of 7.27 μL
from the NP original vial (with 5.5×1013 NP per mL) to 0.53 μL of polyclonal
anti-GB streptococci antibody (1 mg/mL) (or to 5.5 μL of monoclonal anti-S.
agalactiae antibody [0.5 mg/mL]) in 492.2 µL (or 487.2 µL) of phosphate buff-
ered saline buffer (PBS), or to 1.08 μL of pAb anti-S. aureus (0.5 mg/mL) (or
to 2.65 μL of mAb anti-Staphylococcus spp. [1 mg/mL]) in 492.2 µL of PBS (or
in 490.08 µL for mAb), respectively. The incubation step required 1 h RT and
continuous agitation. Final functionalized NP were magnetically isolated by
magnetic separation (MS) column (130-042-201 Miltenyi) according to MACS
MiltenyiBiotec protocol and eluted with PBS + 0.5% bovine serum albumin
(BSA) + 2 mM ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA) buffer after removal
of the MS column from the magnet. A volume of 2 µL of this final suspension
DAC board
Syringe
pump
Milk samples
8 x 1.5 V
batteries
PCB’s outputs
Amplifiers
and filters
Inlet and outlet
tubes
(a) (b)
FIGURE 1.4
(a) Acquisition setup assembly and (b) multichannel PCB connected to external electronics.
33. 12 Magnetic Sensors and Devices
with 8×106 functionalized NP was diluted in 98 µL of phosphate buffered
saline Tween (PBST) and added to each milk sample with bacteria.
1.2.6 Biosensor Calibration
A blank sample (only PBS or sterile raw milk) and a negative control sample
(PBS or sterile raw milk), with 2 µL of functionalized NP were always mea-
sured prior to the measurements with contaminated milk, giving the back-
ground signal of the system.
A first calibration assay was then made with S. agalactiae/pAb anti-GB
streptococci spiked on a PBS sample.
Finally, S. agalactiae/pAb anti-GB streptococci, S. uberis/pAb anti-GB strep-
tococci, and S. agalactiae/mAb anti-S. agalactiae were spiked in sterile milk
samples and the correspondent calibration curves made. Each concentration
point was the result of three different assays’ measurements.
The calibration range between 0.1 and 20 CFU/µL was established tak-
ing into account the detection limit for conventional microbiology of 500
CFU/mL (0.5 CFU/µL).
1.2.7 Bacterial Cells
S. agalactiae (strain CECT 183) and S. uberis (strain CECT 994) cells were grown
separately onto Columbia agar supplemented with 5% sheep blood (bioMéri-
eux, 43021) and incubated at 37°C overnight. A single colony of each isolate
was selected and resuspended in 4 mL of Trypticase soy broth over 24 h at
37°C. Subsequently, the bacterial cells were collected through centrifugation
(15 min, 17°C, 2700 rpm) and resuspended in PBS 1X (pH 7.2) to allow optical
density measurement (at 600 nm) (BECKMAN DU-68 Spectrophotometer)
and for colony-forming unit (CFU) estimation. A bacterial suspension with a
(a) (b) (c)
Cells
0.6–1 mm
15 nm
30 nm
lgG
Fc fraction
lgM
J chain
Anti-group B streptococci
polyclonal antibody
Protein A
Immunogenic proteins
50 nm superparamagnetic
particle
Anti-Streptococcus agalactiae
monoclonal antibody
Streptococcus
agalactiae
cell
Functionalized
nanobeads
Functionalized
nanobeads
FIGURE 1.5
Schematics of immunomagnetic detection of cells. (a) Incubation of functionalized beads with
bacterial cells; (b) biological affinities between different functionalized nanoparticles with
bacterial cell wall immunogenic proteins; (c) predictable protein A binding site to each anti-
body. (Adapted from Duarte, C.M. et al., Biosensors, 6(2), 19, 2016.)
35. Gregorius vei katuvaiset vieraansa kirkkoon, rukoili heidän
puolestaan, suuteli heitä sekä luki messun. Sitten otti hän
ehtoollisleivän käteensä, mursi sen ja lausui: hyvin tiedän, että
moni syyttää minua simoniasta, väittäen minun sillä tavoin päässeen
paaviksi, mutta Jumala on todistajani, että olen syytön. Todistukseksi
nautin nyt Herran ruumista, jotta kaikkivaltias Jumala minun
päästäisi, jos syytön olen, taikka äkillisen kuoleman kautta tempaisi
minun pois, jos olen syyllinen. Levollisesti nautittuaan sakramentin,
kehotti hän Henrikkiä samanlaisen jumalan-tuomion kautta
todistamaan viattomuuttaan, vaan tämä ei suostunut. Miten
inhottavan vaikutuksen tekee tämä kertomus, kun muistamme, että
Gregorius varmaan tiesi kuninkaan olleen vikapään moneen
rikokseen! Kristikunnan ylipaimen rohkenee alttarilla siunattu leipä
kädessään esiintyä valtioviisauden kujeiden mukaan!
Ennen pitkää muuttuivat olot. Saksan papiston ja Lombardialaisten
yllyttämänä alkoi Henrik katua paavin kanssa tekemäänsä sopimusta
ja tarttui aseisin. Mutta kun Saksan ruhtinaat valittivat Rudolf
Schwabilaisen kuninkaaksi, palasi Henrik Saksaan, jonka verinen
sisällinen sota ennen pitkää täytti kauhuillaan. Huolellisesti salasi
Gregorius, kumpaako ruhtinasta hän oikeastaan kannatti.
Valtioviisaus määrää nytkin hänen käytöksensä, hän odottaa, kunnes
sodan ratkaiseva hetki on tullut. Täydellä syyllä lausui Neuburgin
piispa Woltram, sodan hävittäessään hänen isänmaataan: jos
ruhtinaat olisivat pitäneet keisarille vannomansa valan, niin ei
valtakunnan olisi tarvinnut kärsiä tätä eripuraisuutta, joka on
tuottanut kirkolle ja valtiolle tämän turmiollisen sodan. Jo on voitto
Rudolfin puolella, ja Gregorius julistaa Henrikin uudestaan pannaan,
vaan ei aikaakaan ennenkuin Rudolf saa surmansa Merseburgin
tappelussa v. 1080, ja paavin kostonhimoinen vastustaja seisoo
voittajana taistelutantereella. Jo sitä ennen oli Henrik marssittanut
36. sotajoukkonsa Italiaan, sekä Bresciassa pidetyssä kokouksessa
erottanut Gregoriuksen hänen virastaan ja määrännyt Klemens
III:nen paaviksi. Saatuansa täydellisen voiton vastustajistaan,
lähestyi hän uhkaavana Roomaa. Kaksi vuotta raivosi sota Tiberin
rannoilla sekä Etrurian ja Latiumin vuoristossa, kunnes pyhä
kaupunki vihdoin antautui Henrikille (1083). Gregoriuksen täytyi
paeta Enkelilinnan muurien turviin. Mutta turhaan tarjosi Henrik
hänelle sovintoa, voittajana hän siihen olisi saattanut suostua, vaan
voitettuna ei konsanaan. Periaatteellensa uskollisena aikoo hän
elämänsä loppuun asti taistella nöyryyttääksensä valtioa kirkon
kuuliaiseksi palvelijaksi. Tämmöinen tahdon lujuus, jota eivät
kovimmatkaan iskut voi masentaa, olisi omiansa herättämään meissä
mitä suurinta kunnioitusta, ellei Gregoriuksen aate olisi kirkon
pyhälle tarkoitukselle ventovieras ja ellei hän, koettaessaan sitä
toteuttaa, käyttäisi kiellettyjä välikappaleita. Niinpä turvaa hän nytkin
maailmaan, vieraantumistaan vieraantuen sille totuudelle, ettei
Jesuksen Kristuksen valtakunta, jonka puolesta hän luulee
taistelevansa, ole tästä maailmasta. Hän näet kutsui avuksensa
pannasta vapautetun normannilaisherttuan Robertin, jonka vallassa
Etelä-Italia siihen aikaan oli. Tämä kyllä vaati mahdottoman suurta
korvausta, vaan kun eivät muut keinot auttaneet, suostui Gregorius
vallanhimoisen herttuan vaatimuksiin. Jo istui Klemens III Pietarin
istuimella, jo oli Henrik uudelta paavilta saanut keisarinkruunun ja
varmana voitostaan lähtenyt pois Roomasta, kun Normannilaisten
sotajoukot lähestyivät pyhää kaupunkia. Keisarin tänne jättämä
sotajoukko lyötiin ja Gregorius vapautettiin Saksalaisten käsistä.
Mutta ennenkuin voittajat lähtivät pois, hävittivät he Roomaa mitä
kauheimmalla tavalla. Ken oli syypää verenvuodatukseen, kenen
tähden nuo lukemattomat, jotka nyt vaikeroiden kodittomina kulkivat
ryöstetyn kaupungin kaduilla, olivat sukulaisensa ja omaisuutensa
37. menettäneet? Roomalaisten viha kääntyi paavia vastaan, ja tämän
täytyi paeta Normannilaisten turviin (1084). Epäluotettava on
maailman ystävyys, katoova sen kunnia!
Mitä mietti maanpakolainen tuolla syrjäisessä Salernon
kaupungissa? Hänen ruumiin voimansa ovat riutuneet, hänen
toiveensa joskus vielä päästä pyhään kaupunkiin peittyvät
toivottomuuden sumuihin; hän viettää aikaansa rukouksilla ja
lukemisella. Mutta viimmeiseen hetkeensä asti on hän sama
murtumaton Gregorius VII kuin ennenkin, päästäen ja sitoen vielä
kuolinpäivänänsä. Kun hänen viimeinen hetkensä Toukokuun 25 p.
1085 joutui, lausui hän nämä sanat: minä olen rakastanut oikeutta
ja vihannut vääryyttä, sentähden kuolen maanpakolaisena.
Korkeaksi niinkuin kotka oli hän pesänsä tehnyt, mutta Jumala
kukisti hänen. Gregoriuksen täytyi kuolla voitettuna. Jos edes
hänen elämänsä viimmeiset kovat vuodet olisivat nöyryyttäneet
hänen sydämmensä, niin kentiesi olisi Herran armo avannut hänen
silmänsä näkemään, miten horjuva se perustus oli, jolle kirkko jo
kauan oli tulevaisuutensa rakentanut. Kuinka jalon opetuksen olisi
Gregorius siinä tapauksessa jättänyt perinnöksi tuleville sukupolville,
jotka sen sijaan eksyivät yhä rohkeammin kannattamaan hänen
turmiollista, epäkristillistä aatettaan. Hänen rohkeat toiveensa kyllä
toteutuvat: keisarit ja kuninkaat polvistuvat ennen pitkää paavien
valtaistuimen juuressa, mutta juuri tuon loistavan vaipan alla, johon
Siionin muurein Herrasta luopuneiden vartijain kunnianhimo ja
maailmallinen mieli kirkon pukevat, kärsii taivaan valtakunta
vaarallisempaa ja kovempaa väkivaltaa kuin milloinkaan ennen.
38. II.
Riitaa pyhästä ehtoollisesta. Berengarius Toursilainen.
Joka pelkää ihmisiä, hän tulee lankeemukseen; mutta joka
luottaa itsensä Herraan, hän tulee pidetyksi ylös. San. l. 29:
25.
Muistaessamme Herran sanoja: ottakaat, syökäät: tämä on minun
ruumiini, — — juokaat tästä kaikki; sillä tämä on minun vereni, sen
uuden testamentin, joka monen tähden vuodatetaan syntein
anteeksi antamiseksi, ja ajatellessamme sitä tilaisuutta, jossa Hän
ne lausui, on meistä kuin olisimme turvallisessa satamassa, jonka
taivaallista rauhaa tämän elämän riehuvat taistelut paeten karttavat.
Ja kuitenkin — kuinka monesti ovat ihmiset mitä katkerimman vihan
valtaamina taistellen väitelleet näistä sanoista, epäuskonsa
eksytyksillä häiriten sitä rakkautta ja rauhaa, jota Herra semminkin
pyhän ehtoollispöytänsä ääressä tahtoo suojella. Keski-aikakin, joka
niin kauan pysyi vieraana uskonopillisille kysymyksille, rupesi, kuten
tiedämme, jo varhain kiistellen väittelemään Herran ehtoollisen
salaisuudesta. Radbertuksen eksyttävät mielipiteet pääsivät voitolle,
merkiten että kirkon ehtoollisoppi alusta alkaen oli suistunut väärälle
39. uralle. Vastaväitökset olivat laimeat ja vaikenivat ennen pitkää
kokonaan, osottaen että aika kannatti tuota aineellismielistä
katsantotapaa, joka on Radbertuksen ehtoollisopin
huomattavimpana tuntomerkkinä. Vaan että kuitenkin totuuden
Henki tämänkin opin suhteen teki työtä Herran seurakunnassa, sen
todistaa muiden esimerkkein ohessa Berengarius Toursilaisen
esiintyminen, jota nyt lähdemme silmäilemään.
Tämä mies syntyi Toursissa yhdennentoista vuosisadan
alkupuolella. Jo varhain perehtyi hän Augustinuksen syviin mietteisin,
jota paitse hän vuosi vuodelta osotti yhä suurempaa itsenäisyyttä ja
rohkeuttakin kirkossa vallitsevien mielipiteiden suhteen. Luettuaan
Ratramnuksen Radbertusta vastaan kirjoittaman kirjan, alkoi hän
vastustaa aikansa käsitystä Herran ehtoollisesta. Hän kirjoitti Bek
nimisen luostarin silloiselle abbotille Langfrankille, jonka kanssa hän
ennen oli ollut ystävyydessä, kirjeen moittien häntä siitä, että hän
kannatti Radbertuksen kehnoa ja väärää oppia. Tämä kirje tuli pian
yleisesti tunnetuksi, ja kammoksuen puhuttiin monessa paikoin
Berengariuksen harhaoppisuudesta. Roomassa v. 1050 pidetty
kirkolliskokous kirosi hänen, samoinkuin Vercelliin samana vuonna
kokoontuneet Piemontin piispat. Berengarius ei ollut saapuvilla
kummassakaan tilaisuudessa. Neljä vuotta myöhemmin kävi
Hildebrand paavin lähettiläänä Toursissa. Hän piti siellä
kirkolliskokouksen, jonka tarkoituksena muun ohessa oli tutkia
Berengariuksen oppia. Keskustelu kävi alussa niin kiivaaksi, että
riitakysymyksen puolueton arvosteleminen näytti miltei
mahdottomalta, vaan Hildebrandin onnistui kuitenkin saada
Berengariuksen kiivaammatkin vastustajat niihin määrin tyytymään,
että tämä sai mielipiteitään puolustaa. Silminnähtävästi oli
paavikunnan mahtava johtaja mieltynyt Berengariukseen, vaikka hän
esiintyi hyvin varovasti, sovittaen mielipiteensä valtioviisauden
40. vaatimusten mukaan. Vedettiin esille latinalaisen kirkon
kuuluisimpain kirkkoisäin, Ambrosiuksen, Hieronymuksen ja
Augustinuksen teokset, jotka eivät suinkaan antaneet tuetta
Radbertuksen käsitykselle. Vastustajat vaikenivat, ja kun Berengarius
lisäksi myönsi Kristuksen ruumiin ja veren läsnäolon Herran
ehtoollisessa, jätettiin hän sillä kertaa rauhaan. Ellei olisi tyydytty
ainoastaan yleisiin viittauksiin, ei hän suinkaan näin helpolla olisi
päässyt.
Jota syvempään Berengarius tunkeutui pyhän ehtoollisen
salaisuuteen, sitä selvemmin hän näki, miten arveluttavan väärälle
tielle kirkon oppi tämän tärkeän kysymyksen suhteen oli eksynyt.
Siihen väitteesen, että leipä ja viini papin siunauksen kautta muka
muuttuvat Kristuksen ruumiiksi ja vereksi, ei löytänyt hän mistään
pätevää perustusta; sen oli selvään pintapuolinen mielikuvitus
keksinyt ja aineellismielinen ajanhenki, joka ei jaksanut kohota
uskon hengellisyyteen, oikeaksi olettanut. Berengariuksen käsityksen
mukaan pyhittää papin siunaus leivän ja viinin Herran kärsimisen ja
kuoleman hedelmän säilyttimiksi; uskovaiset vastaanottavat näiden
välikappalten kautta Kristuksen ruumiin ja veren, jonka kalliin lahjan
hengellinen nauttiminen heille pyhässä ehtoollisessa on tarjona. Jos
vertaamme hänen lauseitaan Langfrankin vastaväitteisin ja
aikakauden yleiseen käsitykseen, täytyy meidän myöntää hänen
edustavan jaloja mielipiteitä, jos kohta hän selvästi kallistuu siihen
erehdykseen, johon sittemmin reformeerattu kirkko yleensä ja
etenkin Kalvin eksyi. Vaan toinen kysymys on, onko Berengarius
myöskin urhoollisesti puolustava oppiansa yhä
suvaitsemattomammaksi käynyttä kirkkoa vastaan, Päivä päivältä
herättävät hänen väittelynsä vastapuolueen lukuisain edustajain
kanssa yhä suurempaa huomiota, riita kiihtyy kiihtymistään — onko
Berengarius kestävä taistelussa?
41. V. 1059 matkusti Berengarius Roomaan saadaksensa puolustusta
paavilta ja Hildebrandilta. Hän luotti semminkin viimmemainittuun,
joka oli osottanut hänelle ystävyyttä ja silminnähtävästi
ystävällisessä tarkoituksessa oli kehottanut häntä luonansa käymään.
Silloinen paavi Nikolaus II kutsui heti kokoon kirkolliskokouksen, joka
oli tutkiva Berengariuksen oppia. Hildebrandin tarkka silmä älysi heti,
että yleinen mielipide oli hänen ystäväänsä vastaan. Hän seisoo
tähän aikaan paavinistuimen portailla, odottaen vain tilaisuutta,
jolloin hän yksin saisi hallitusohjat käsiinsä: hän on kyllä vakuutettu
siitä, että Berengarius on oikeassa, vaan ei lausu hän ainoatakaan
sanaa tämän puolustukseksi. Kardinaali Humbert astuu esille,
esittäen mitä jyrkimmässä opinkaavassa katoolisen kirkon
ehtoollisopin: leipä ja viini alttarilla ei papin siunauksen jälkeen
enää ole kuin ainoastaan Herran ruumista ja verta, jota
ehtoollisvieras hampaillaan pureskelee ja nielee. Berengariusta
uhattiin tuskallisella kuolemalla, ellei hän heti peruuttaisi oppiansa ja
valalla vakuuttaisi tunnustavansa Humbertin esittämää oppia
oikeaksi. Hän hämmästyi — paljon maksoi totuuden puolustus!
Toisella puolella Herran kysymys: oletko altis uhraamaan kaikki
minun tähteni, toisella marttyyrikuoleman kauhut! Berengarius horjui
hetkisen ja — vannoi!
Palattuaan Franskaan, peruutti hän katkerain omantunnon
nuhteiden rasittamana onnettoman tekonsa ja kirjoitti Humbertiä
vastaan ankaria sanoja, kutsuen häntä muun ohessa antikristuksen
jäseneksi. Sitä paitse kehitteli hän oppiansa muutamissa kirjoissa,
osottaen mitä selvimmillä todistuksilla, kuinka väärät kirkon
edustamat mielipiteet olivat. Vastustajat kiivastumistaan kiivastuivat,
niin että Berengarius töin tuskin pääsi Poit'ersissä v. 1075 pidetyn
kokouksen käsistä.
42. Näiden vaiheiden ohessa oli Hildebrand, kuten tiedämme, astunut
paavinistuimelle. Säälien Berengariusta koetti hän välittää. Tässä
tarkoituksessa kutsui hän kokoon uuden kirkolliskokouksen Roomaan
v. 1079. Muutamia päiviä ennenkuin Berengariuksen kristikunnan
pääkaupungissa uudelleen tuli esiintyä, sai hän paavilta näin
kuuluvan kirjeen: en epäile, että käsität Kristuksen uhrin oikein,
vaan koska minun tapani on kysyä neuvoa neitsy Marialla, niin olen
kehottanut erästä munkkia rukouksilla ja paastoomisilla koettaa
Marialta saada tietää, miten minun tässä asiassa tulee käyttäytyä.
Huonoja enteitä Berengariukselle! Mutta Herra itse tarjoutui häntä
auttamaan, hänen horjuvaa uskoansa tukemaan! Onko ihmispelko
tälläkin kertaa sortava hänen lankeemukseen, vai onko hän luottaen
Herraan marttyyrin verellä piirtävä muistonsa kirkkohistorian lehdille?
— Turhaan koetti Berengarius puolustaa mielipiteitään, turhaan
vetosi hän Gregoriuksen entisiin lupauksiin: mahtavan paavin
ankaruudella vaati tämä häntä luopumaan mielipiteistään ja
vannomalla vakuuttamaan aina pysyvänsä kokouksen määräämässä
opissa. Lisäksi kiellettiin häntä milloinkaan enään kirjoittamasta tahi
muulla tavoin väittelemästä tästä kysymyksestä. Paavikunnan loisto
painoi hänen uskonsa maahan: hän vannoi ja lupasi totella.
Ja hän tottelikin. Ei enää kuulu hänen ääntänsä kokouksissa ja
kynänsä on hän ainaiseksi laskenut pois. Ainoastaan hänen
rauhattomassa sydämmessään riehuu taistelu, vaatien häntä usein
vuodattamaan katumuksen katkeria kyyneleitä. Còme saarella lähellä
Toursia, minne hän on vetäytynyt karttaaksensa ihmisten seuraa,
taistelee hän kovaa taisteluaan yksinänsä. Maailma ei siitä tiedä, eikä
historiakaan meille siitä mitään kerro, vaikka se päättyi vasta v.
1088, jolloin taistelijan riutuneet voimat uupuivat.
43. Berengariuksen esiintyminen olisi voinut virittää kirkasta valoa
keski-ajan pimeässä, jos hän ihmisiä pelkäämättä olisi taistellut sen
totuuden puolesta, jota hän oli kutsuttu julistamaan ja Jesuksen
veritodistajana puolustamaan; — mutta lopullinen tuomio on sen
Herran, joka ei ansion mukaan tuomitse katuvaisia syntisiä.
44. III.
Ensimmäinen ristiretki.
Jesus sanoi —; — — se aika tulee ettette tällä vuorella eikä
Jerusalemissa Isää rukoile.
— — — totiset rukoilijat rukoilevat Isää hengessä ja
totuudessa. Joh. 4: 21, 23.
Gregorius VII:nen tuuma korottaa kirkko maailman
mahtavimmaksi valtakunnaksi näytti olevan tuomittu kuolemaan
tuon rohkean edustajansa kera. Hänen seuraajansa Viktor III:tta
ahdisti keisarin asettama vastapaavi Klemens III, ja tämän valta
tuntui vielä seuraavan paavin Urbanus II:sen (1088-1099)
hallituksen alussa hyvinkin haitalliselta. Mutta juuri siihen aikaan
sattui tapahtuma, joka arvaamattoman suuressa määrässä oli tukeva
Gregoriuksen aatetta. Alkamaisillaan on nim. ristiretkien aikakausi,
tuo merkillinen, keski-ajan omituista luonnetta niin selvään ilmaiseva
aika uskonnollisine innostuksineen, rohkeine toiveineen, urhoollisine
sankareineen, voittoineen ja tappioineen. Kaikkialla kristikunnassa
kaikuu huuto: Jumala tahtoo. Se kokoo lukemattomat joukot ristin
lippujen alle, ja johdattaa heidän askeleensa pyhään maahan, joka
45. on vapauttettava pakanain vallasta. Kristuksen sijainen elähyttää
näitä pyhiä retkiä siunauksillaan, lupauksillaan, ja paavikunnan
arvo kasvaa kasvamistaan kansojen silmissä.
Niinkuin tiedämme, harjaantuivat kristityt jo varhain vaeltamaan
niille seuduille, joihin kristinuskon kalliimmat muistot ovat kiinnitetyt.
Nämä pyhiinvaellukset eivät lakanneet, vaikka pyhä maa joutui
muhammedilaisten käsiin ja pakanalliset menot ennen pitkää
solvaten havittelivat itse Jerusalemiakin. Päinvastoin on juuri keski-
ajan rohkea, näkyväisiin juurtunut mielikuvitus ja eksynyt
uskonnollinen innostus omiansa pitämään niitä vireellä, vieläpä
kartuttamaan niitä ennen arvaamattomassa määrässä. Mutta jo
Arabialaisten omistaessa nämä seudut, oli pyhiinvaeltajain asema
monesti hyvinkin vaikea ja vaarallinen. Ei siinä kylliksi, että heidän
täytyi kokea, miten pakanuuden kauhistus oli rakentanut majansa
noiden kallisten muistojen pyhimpiin paikkoihin: lukemattomilta
ryöstivät maan saaliinhimoiset omistajat kaiken omaisuuden, toisia
kidutettiin tahi surmattiin mitä julmimmalla tavalla. Vielä
vaikeimmiksi kävivät nämä pyhiinvaellukset, kun ennen
tuntemattomat, Keski-Aasiasta historian näyttämölle astuneet
Islamin uskoon kääntyneet kansanheimot alkoivat taistella
Arabialaisten jo sitä ennen eri osiin hajonneen vallan kanssa Länsi-
Aasian omistamisesta. Alituisten sotien julmuudet täyttivät
kristinuskon emämaat kauhuillaan, uhaten surmalla niitä, jotka
uskalsivat lähestyä pyhää maata. Voimaton bysantinolainen
keisarikunta ei yrittänytkään suojella kristittyjen pyhiinvaelluksia,
vaikka sen oma turvallisuus nyt, jos milloinkaan, vaati sitä ryhtymään
tehokkaisin toimiin rajoiltaan poistaakseen tuota uhkaavaa vaaraa.
Etenkin kun seldscukkilais-turkkilaiset alkoivat levittää valtaansa
Länsi-Aasiassa, kävi heikon keisarikunnan tila hyvinkin turvattomaksi.
Hädässään kääntyi Konstantinopolin keisari Aleksius Komnenus
46. länsimaiden puoleen, rukoillen apua pakanain uhkaamalle
valtakunnalleen, jonka kuuluisa pääkaupunki komeine kirkkoineen ja
kalliine pyhäinjäännöksineen oli joutua uskottomain käsiin. Samaan
aikaan kertoi eräs Palestinasta palannut munkki Pietari
Amiensilainen, kulkien aasin selässä maasta toiseen, kaupungista
kaupunkiin, siitä kauheasta väkivallasta ja häväistyksestä, jonka
alaisina pyhiinvaeltajat olivat, kehottaen innostuttavilla puheillaan
länsimaiden kristityitä vapauttamaan Jerusalemia ja turvaamaan
niitä, jotka uskonnollisen innostuksensa vaatimina halasivat vaeltaa
muistojen pyhään maahan.
Kun yön varjot peittävät maan, miten oudon kauniilta ja ihmeen
viehättävältä näyttää kaikki kuutamon himmeässä valossa!
Hengellisen yön pimittämänä, jota eksynyt kristinusko osittain vain
valaisee, luulee keski-aika näkevänsä jos minkälaisia ihmeitä tuolla
kaukana lupauksen pyhässä maassa. Pietari Amiensilaisen sanat
kehottavat vastustamattomalla voimalla sen sotaisiin urotöihin ja
rohkeisin seikkailuretkiin alttiita lapsia taisteluun kristinuskon sortajia
vastaan. Läheltä ja kaukaa kokoontui ihmisiä hänen ympärillensä, ja
jo v. 1096 johti hän innostunutta väkijoukkoa itäänpäin
vapauttamaan pyhää maata pakanain käsistä. Aseet olivat huonot,
eväät samoin, järjestys kehno, useimmat eivät tienneet matkan
suuntaakaan, mutta hartautensa tahi oikeammin hehkuvan kiihkonsa
innostuttamana kulki tuo kirjava joukko, johon kuului jos jonkinlaista
väkeä, eteenpäin, karttuen matkalla päivä päivältä yhä
lukuisammaksi. Rukous oli sille muka kaikki tarpeet hankkiva,
innostus poistava kaikki esteet sen tieltä! Mutta joka olettaa näiden
ihmisten kulkeneen eteenpäin nimenomaan kristinuskon turvissa,
hän suuresti erehtyy. Varain puute sai heidät ennen pitkää
kerjäämään, varastamaan ja ryöstämään; eripuraisuus, alituiset
riidat ja kaikenkaltaiset paheet, joihin he yhä julkisemmin
47. antautuivat, paljastavat mitä surkeimmalla tavalla sen totuuden,
etteivät nämä ihmiset vaeltaneet valkeudessa Jumalan kasvoin
edessä, vaikka heidän matkansa kulki Herran haudalle. Luonnollisena
seurauksena oli, että ne kansat, joiden maiden kautta he
matkustivat, tarttuivat aseisin heitä vastustaaksensa ja surmasivat
heitä joukottain. Vähitellen ehtivät kuitenkin eri laumojen jäännökset
toinen toisensa perästä Konstantinopoliin, minne samaan aikaan
meritse tulleita joukkoja Pohjois-Italiasta saapui. Kaikkiastaan oli
heidän lukunsa noin 100,000 henkeä. Keisari, jolle nämä
ryöstönhimoiset vieraat; pian alkoivat käydä hyvinkin vaivaloisiksi, sai
heidät siirtymään salmen toiselle puolelle, vaan täällä heidän
asemansa tuli hyvin tukalaksi. Kateus ja riita, puutteet, taudit ja
kaikenlaiset muut rasitukset, joita kotoa lähdettäissä ei oltu ehditty
lukuun ottaa, heikonsivat heidän jo ennen järjestyksettömiä rivejään.
Sitä paitse ahdistivat heitä Seldscukkilaiset päivä päivältä yhä
kauheammin. Turhaan korotti Pietari Amiensilainen äänensä, kuvaten
seuralaisilleen matkan suurta tarkoitusta ja kehottaen heitä
luottamaan Jumalan ihmeitä tekevään voimaan: ei kukaan häntä
enää uskonut, todellisuuden ankaruus karkoitti mielikuvituksen
luomat kauniit unelmat. Toivotonna vetäytyi vanhus
Konstantinopoliin, ja ristijoukko hajosi ennen pitkää kokonaan.
Ainoastaan muutamat kokivat yksitellen pyrkiä Jerusalemiin.
Näiden vaiheiden ohessa ja kaikkien noiden surkeiden uutisten
uhallakin, joita näiden etujoukkojen kurjalta matkalta palanneet,
kotia saavuttuaan, kertoivat vaivoistaan ja kärsimisistään, oli
kuitenkin järjestetty ristijoukko kokoontunut lippujen alle ja seisoi jo
valmiina lähtemään matkalle. Sitä eivät tukeneet ainoastaan Pietari
Amiensilaisen innostuttavat puheet ja lupaukset, se oli hyvästi
varustettu, päällikköjen johtama sotajoukko, joka miekka kädessä
aikoi taistella ja voittaa. Vaan että sekin lähti matkalle kristinuskon
48. nimessä, todisti tuo sotilasten oikeaan olkapäähän ommeltu
punainen ristinmerkki ja heidän uskonnollista innostusta säteilevät
silmänsä. Paavi Urbanus II on pitänyt kirkolliskokouksia Piacenzassa
ja Klermontissa v. 1095 — kirkon korkein johtaja on itse kauniilla
puheilla kehottanut kristikuntaa valloittamaan nuo pyhät paikat,
luvaten syntien-anteeksiantamista ja siunausta tässä ja tulevassa
elämässä kaikille, jotka, noudattaen Herran sanoja, ottivat ristin
päällensä. Väärin on väitetty Pietari Amiensilaisen koonneen
ensimmäisen ristiretken osanottajat lippujen alle: paavin sanat
vaikuttivat verrattoman paljon enemmän. Kun Kristuksen sijainen,
jonka tahtoa kristikunta jo kauan oli harjaantunut kunnioittaen
tottelemaan, itse puolusti yritystä ja kehotti siihen, silloin ei kukaan
enää epäillyt, että se oli Jumalan tahto. Ruhtinasten taistelunhalu
ja maineenhimo innostui hillitsemättömäksi, ja kaikki nuo
lukemattomat yksityiset edut, joita ajan rohkea mielikuvitus kuvasi
jos kuinka suuriksi, sai tuo yleinen uskonnollinen hurmaus sopimaan
yhteen kristinuskon kanssa.
Eri osissa lähestyivät ristijoukot Konstantinopolia. Niiden johtajista
mainittakoot Ala-Lotringin herttua Gottfrid Bouillonilainen ja veljensä
Balduin, Franskan kuninkaan veli Hugo Vermandoista, Flanderin
kreivi Robert, Tarentumin ruhtinas Bohemund, Robert Guiskardin
poika, hänen serkkunsa Tankred sekä Toulousen kreivi Raimund.
Yhteensä oli varsinainen sotajoukko noin 300,000 miehen suuruinen;
jos vaimot ja lapsetkin, jotka useat olivat ottaneet mukaansa,
lasketaan, karttuu ensimmäiseen ristiretkeen osanottajain luku
tavattoman suureksi. Kun kaikki nämä 1096 vuoden lopussa ja
seuraavana keväänä lähestyivät Konstantinopolia, hämmästyi keisari
Aleksius. Sopisi olettaa hänen koettaneen ristiretkeläisiä kaikin tavoin
auttaa, vaan sitä hän ei suinkaan tehnyt. Päinvastoin viivytteli hän
ruhtinaita kaikenlaisilla estelemisillä ja vaatimuksilla, niin että vihdoin
49. joutui ilmi sotaan Gottfrid Bouillonilaisen kanssa. Vaan jota
kurjemmin mädännyt keisarikunta etujansa valvoi, sitä rohkeammin
kulkivat ristijoukot eteenpäin. Monet vaivat ja taistelut
Seldscukkilaisia vastaan hidastuttivat kyllä heidän matkaansa, vaan
urhoollisuus ja tuo yleinen innostus, jonka monet muistorikkaat
paikat ja nimet herättivät uuteen voimaan, avasivat ristijoukolle jo v.
1098 kuuluisan Antiokian portit. Mutta nyt vasta vastukset alkoivat.
Tuskin olivat kristityt päässeet viimmemainittuun kaupunkiin,
ennenkuin 300,000 miehen suuruinen vihollinen sotajoukko saapui
paikalle ja rupesi heitä piirittämään. Sen johtajana oli Mosulin
sulttaani Kerbog, johon Alepon, Damaskuksen ja Jerusalemin
ruhtinaat olivat liittyneet. Kristittyjen urhoollisuus horjui: oliko
Jumala heidät hyljännyt? Yhtäkkiä kuului huuto: pyhä keihäs on
löydetty, ja katumuksen kyyneleitä vuodattaen katselivat piiritetyt
retkeläiset sitä keihästä, jonka terä muka kerta oli tunkeunut
Kristuksen pyhään kylkeen. Hätä oli keksinyt keinon, ja taikausko
uskoi. Kaikki nauttivat Herran ehtoollista, ja vastustamattoman
innostuksen valtaamina tekivät kristityt rynnäkön vihollista vastaan.
Piispa Ademar ja muut papit kulkivat edellä huutaen: Jumala tahtoo
sen, ja Turkkilaisten rivit, jotka eivät voineet aavistaakaan tätä
äkkiarvaamatonta ja ylön rohkeata hyökkäystä, murtuivat. Kristityt
voittivat äärettömät saaliit, ja heidän uskalluksensa varmeni jälleen,
jota vastoin muhammedilaiset antautuivat toivottomuuteen.
Kerrotaanpa, että 300 Kerbogan sotamiestä kääntyi kristinuskoon
tämän Jesuksen tunnustajain ihmeellisen voiton jälkeen. Vaan kovia
vastuksia oli kristityillä vieläkin. Suurin näistä oli epäilemättä
ruhtinasten eripuraisuus, joka oli saanut heitä perustamaan
valtakuntia valloitetuissa seuduissa ja nyt uhkasi tehdä lopun koko
ristiretkestä, ennenkuin sotajoukko oli saapunutkaan matkansa
perille. Mutta retkeläisten palava into kehotti eteenpäin, kunnes
50. vihdoin saavuttiin Emauksen kukkuloille. Nyt ei riemastuksella enää
ollut rajoja. Tuolla näkyi pyhä kaupunki, tuolla nuo pyhistä pyhimmät
paikat! Kristityt lankesivat maahan, kiittäen ja ylistäen Jumalaa.
Kaikkien silmät vuodattivat kyyneleitä, ja Jerusalem, Jerusalem oli
ainoa sana, joka kuului sotilasten huulilta. Pieneksi oli sotajoukko
supistunut — se ei lukenut kuin 22,000 miestä — ja puolikuun
merkki kaupungin muureilla, muhammedilaiset moskeat niiden
sisäpuolella sekä etenkin nuo sotaiset varustukset kaikkialla puhuivat
todellisuuden ankaraa kieltä, mutta pyhän kaupungin kalliit muistot,
joita uskottomat solvaten tallasivat jalkojensa alla, kehottivat vielä
vastustamattomammalla voimalla taisteluun. Heti ryhdyttiin
piiritykseen, ja Heinäkuun 15 p. 1099, eräänä perjantaina, kello 3
i.p. eli samana hetkenä, jolloin Herra kuoli ristillä, ryntäsi ristijoukko
kaupunkiin. Kristittyjen voitto-riemu antautui ennen pitkää mitä
säälimättömimmän kostonhimon hirmutöihin: 70,000
muhammedilaisen, suurimmaksi osaksi naisten ja lasten veri juoksi
tulvana kaduilla! Vasta kun tämä julma toimi oli lopetettu, laskivat
voittajat aseensa pois ja vaelsivat hartaina ylösnousemisen kirkkoon,
missä he itkivät katumuksen kyyneleitä ja kiittivät Jumalaa.
Jerusalemin kristityn valtakunnan ensimmäiseksi kuninkaaksi
valittiin Toulousen Raimund, mutta kun hän ei suostunut ruhtinaan
kruunua kantamaan siinä kaupungissa, jossa Herra
orjantappurakruunun seppelöimänä oli kärsinyt kuoleman, tarjottiin
hallitus Gottfrid Bouillonilaiselle, joka otti arvonimekseen pyhän
haudan suojelija. Vasta veljensä Balduin, joka hänen kuolemansa
jälkeen v. 1100 pääsi valtakunnan hallitsijaksi, otti itselleen
kuninkaan nimen.
Vapaasti halveksikoot meidän realistisen aikakautemme orjat,
jotka ovat niin alttiit käsittämään historian urotöitä hyödyn, markan
51. ja pennin määräämän arvon mukaan, tätä yritystä: joka pystyy
asettumaan menneiden aikojen kannalle, hän arvostelee asiaa toisin.
Ainoastaan pintapuolisuus ja oppimattomuus pysyvät
välinpitämättöminä aatteiden suurelle taistelulle ja niiden ihmisten
uhrauksille, jotka tässä taistelussa ovat panneet kaikki alttiiksi. Ja jos
se aate, jonka innostuttamina Balduin, Tankred, Gottfrid sekä
lukemattomat muut sankarit lähtivät uskottomain käsistä Jerusalemia
miekan terällä valloittamaan, onkin ristiriidassa kristinuskon
vaatimusten kanssa, niin emme silti saa halveksien unohtaa tämän
merkillisen retken vaiheita, sillä ne opettavat meille paljon. Haikein
sydämmin näemme, miten kristikunta maailman kanssa solmimansa
liiton raskaan ikeen alla on uupunut näihin maallisiin. Sielulliset
tunteet ja maalliset toiveet himmentävät siltä henkimaailman
salaisuudet, eksyttäen sitä etsimään taivaan valtakunnan aarteita
maan päältä. Ja tämä on sitä surkeampaa, jota enemmän keski-aika
uhraa löytääksensä mitä se kaivaten hakee. Turhaan se
Jerusalemissa vuodattaa katumuksen kyyneleitä, turhaan se siellä
huokaa Jumalan puoleen, sillä eivät kelpaa senkaltaiset uhrit
Hänelle, joka on henki ja jota tulee lähestyä hengessä ja
totuudessa. Mikä varoittava esimerkki meidän aikamme kristityille,
jotka niin kernaasti antautuvat sielullisten tunteiden ja luulouskon
pettäväin unelmain helmaan! Erotus on vain se, että keski-aika oli
altis uhraamaan paljon uskonsa edestä, jota vastoin meidän
aikamme luulokristityt suurimmaksi osaksi kammoksuvat
kaikenkaltaista itsensäkieltämistä. Kummanko velka on oleva
suurempi sen Herran tuomioistuimen edessä, joka tutkii sydämmet
ja munaskuut?
52. IV.
Kanterburyn piispa Anselmus.
Älköön kenkään itseänsä pettäkö: jos joku teistä itsensä
luulee viisaaksi tässä maailmassa, se tulkoon tyhmäksi, että
hän viisaaksi tulis. 1 Kor. 3: 18.
Jota enemmän aika edistyi, sitä suuremmaksi kävi myöskin
kristikunnan tiedonhalu. Vaan hitaasti kehittyi tiede keski-ajan
kolkkoina vuosisatoina. Ainoat oppilaitokset olivat pitkään aikaan
luostari- ja katedralikoulut, eikä niissä käsitelty kuin tieteiden alkeita.
Edelliset koulut olivat yhdistetyt luostareihin, viimmemainitut
syntyivät ja kehittyivät piispanistuinten turvassa. Mutta miten
alkuperäiset nämä oppilaitokset olivatkin, kokoontui niihin aikojen
kuluessa yhä enemmän oppilaita. Etenkin suureksi kasvoi semmoisen
koulun oppilasluku, jonka johtava opettaja oli saavuttanut tavallista
suuremman maineen. Näissä oppilaitoksissa sai vähitellen alkunsa
sekin tieteellinen harrastus, joka, tunnettuna Skolastisuuden [Nimi
johtuu latinalaisesta sanasta schola = koulu.] nimellä, on niin
arvaamattoman suuresta merkityksestä kirkon kehitykselle.
53. Skolastikot koettivat järjestää ja tieteellisesti käsitellä kirkon oppia,
jommoisena tämä oli olemassa silloisessa uskonnollisessa
katsantotavassa. Esityksensä muodon lainasivat he Aristoteleksen
teoksista. Ei siinä kylliksi, että he ottivat puolustaaksensa kirkon p.
raamatusta saatuja opinmääräyksiä: kaikkia noita lukemattomia
erehdyksiä, jotka aikojen kuluessa olivat sekaantuneet kristilliseen
tunnustukseen ja jo kauan olivat eksyttäneet kristikuntaa, pidettiin
yhtä suuressa arvossa, ja asettuen turmeltuneen ajanhengen
palvelukseen tarjoutui tiede niitä ehdottomasti oikeiksi todistamaan.
Skolastikkojen suurena tehtävänä oli luoda keski-ajan uskonnollinen
tiede, koota sekä kokonaisuudeksi järjestää ijankaikkisen totuuden
hajalla olevat ainekset, mutta kun he eivät alistaneet kirkon oppia
raamatun sanan arvosteltavaksi, korjattavaksi ja tuomittavaksi, vaan
päinvastoin pitivät kirkkoisien teoksia, paavien julistuksia ja
kirkolliskokousten päätöksiä tämän sanan arvoisina, eksyivät he jo
alusta alkaen väärälle uralle, kietoutuen aikojen kuluessa yhä
arveluttavampiin ristiriitaisuuksiin. He kyllä harjaantuivat sukkelaan
todistamistapaan, joka ihmisiltä kauan salasi, miten petollinen ja
pintapuolinen heidän viisautensa oli, mutta jota rohkeammin he
alkoivat käyttää tämänkaltaisia keinoja, sitä selvemmin he myöskin
paljastivat kykenemättömyytensä tyydyttää kristikunnan kipeintä
tarvetta. Herättämällä tieteellistä harrastusta ja esimerkillään
kehottaen ihmisiä miettien tarkastamaan kristinuskon syviä totuuksia
on skolastisuus valmistanut tietä uskonpuhdistukselle, mutta toiselta
puolen on sen oma kehnous, jota ei kaikki sen oppi eivätkä nuo
sukkelat tieteelliset kujeet riittäneet salaamaan, herättämistään
herätellyt kristikuntaa luulouskon ja valeviisauden petollisesta unesta
ja vaatimalla vaatinut sitä Jumalan eksymättömän sanan ohjeiden
mukaan etsimään totuuden kallista aarretta, joka vuosisatojen pölyn
peittämänä oli miltei tietämättömiin kadonnut. Viimmemainitussakin
54. suhteessa ovat skolastikot jouduttaneet uskonpuhdistuksen suurta
aikaa.
Aivan väärin olisi kuitenkin väittää kaikkien skolastikkojen
nimenomaan edustaneen niitä erehdyksiä, joihin olemme viitanneet,
päinvastoin tapaamme heissä monta jaloa henkilöä, joiden
elämäntyö on omiaan herättämään meissä ehdotonta kunnioitusta.
Todistuksena on esim. Kanterburyn piispa Anselmus.
Tämä mies oli kotosin Piemontista. Jo nuorena halusi hän ruveta
munkiksi, vaan isänsä koetti kaikin tavoin tukehuttaa tätä taipumusta
ja saada poikaansa viihtymään maailman iloisissa oloissa. Kova oli
Anselmuksen taistelu. Kodin joutavat iltaseurat ja muut synnilliset
huvitukset iskivät syviä haavoja hänen heränneesen
omaantuntoonsa, eikä hän voinut kenellekään huoliaan ilmaista, sillä
ei kukaan olisi häntä ymmärtänyt. Miten monen lapsen sydämmestä
on vanhempain ja sukulaisten kevytmielinen seuraelämä säälimättä
ryöstänyt kaiken tosi-ilon, kuinka monen heikko usko on joutunut
haaksirikkoon oman kodin kevytmielisyyden muodostamalla karilla!
Anselmus oli noita harvoja, jotka eivät lapsinakaan saata mieltyä
tämän maailman joutaviin menoihin, vaan vaistomaisesti niitä
kammoksuvat. Päästyään sitten käsittämään elämän ja kuoleman
suurta kysymystä, halasi hän päivä päivältä yhä hartaammin päästä
pois, kauvas pois. Kodin myrkyttävää ilmaa hän ei enää saata
hengittää, se tuottaa — sen hän tuntee — hänelle ennen pitkää
ijankaikkisen kuoleman, ja nuo kiiltävät lattiat polttavat hänen
jalkojaan: hänen täytyy lähteä! Ilman varoja pakeni nuorukainen
eräänä yönä isänsä rikkaasta kodista. Sinne hän jätti suuren
perintönsä etsiäksensä toista ja parempaa. Kolme vuotta oli hän
koditonna, kulkien paikasta toiseen. Vihdoin saapui hän matkoillaan
Normandieaan. Täällä sai hän kuulla Bekin luostarista, jonka
55. johtajana Langfrank siihen aikaan oli. Tähän paikkaan mieltyi rauhaa
etsivä nuorukainen. Oltuaan jonkun ajan luostarin oppilaana, pääsi
Anselmus munkiksi v. 1060. Täällä on minun leposijani oleva
huudahti hän täällä on Jumala yksin oleva minun pyrintöni
päämääränä, Hänen rakkautensa minun tutkimiseni esineenä, Hänen
autuaallinen ja elävä muistonsa minun lohdutukseni ja iloni. Tämä
toivo ei kuitenkaan toteutunut. Vuodesta 1078 hoidettuaan Bekin
luostarin abbotinvirkaa, kutsuttiin Anselmus v. 1093 Kanterburyn
piispaksi. Hän kyllä koetti saada jäädä rakkaasen luostariinsa,
etenkin koska hän sitä paitse hyvin tiesi, miten vaikea piispanviran
hoitaminen investituririidan riehuvissa vaiheissa oli, vaan kun kaikki
vastaväitökset olivat turhat, täytyi hänen jättää hyvästi sille kodille,
jossa hän niin kauan kenenkään häntä häiritsemättä oli saanut
toimittaa miettimisen hiljaista, Jumalalle pyhitettyä työtä. Anselmus
muutti Kanterburyyn, jenka suuren hiippakunnan piispanvirkaa hän
sitten uskollisesti toimitti kuolemaansa asti v. 1109.
Vaikka Anselmus hyvin taitavasti hoiti hänelle uskotut virat, vaikka
hän voimiaan säästämättä ja etuaan katsomatta aina oli altis
uhraamaan kaikki sen Herran kunniaksi, jonka palveluksessa hän oli,
sekä koko elämässään kuvaa kotia pyrkivän kristityn muukalaisuutta
täällä synnin maailmassa, ei tämä kaikki olisi riittänyt valmistamaan
hänen nimelleen sijaa kirkkohistorian lehdille. Ellei hän olisi muuta
toimittanut, niin olisi hänen muistonsa lukemattomien muiden
samankaltaisten kera, historian unohtamana, tunnettuna ainoastaan
Hänelle, joka ei pidätä armonsa palkkaa ainoaltakaan viinamäkensä
uskolliselta työntekijältä, miten vähäpätöinen heidän työnsä sitten
ihmisten silmissä olikin; mutta Anselmuksen elämäntyö on siksi
julkista laatua, sen vaikutus niin tuntuva kirkon kehityksessä, että
ainoastaan oppimattomuus on oikeutettu pysymään sille vieraana.
Hän oli tiedemies ja ajattelija, jonka vertaista ei joka aika synnytä, ja
56. sitä paitse yksi noita harvoja, jotka, itse totuutta etsien, ovat
asettaneet kaikki voimansa sen palvelukseen. Kuulkaamme
muutamia hänen mietteitään:
En koeta käsittää voidakseni uskoa, vaan minä uskon, jotta voisin
älytä. Sillä senkin uskon, että uskon kautta voin päästä käsittämään.
Älköön kristitty vältellen kiistelkö, ettei niin ole kuin katolinen kirkko
uskoo ja tunnustaa, vaan epäilyksettä tulee hänen riippua tässä
uskossa ja elää sen mukaan sekä, mikäli hän voi, nöyrästi tutkia,
miksi niin on. Jos hän voi käsittää, miksi asian laita on semmoinen,
niin hän siitä kiittäköön Jumalaa; jos ei, niin älköön hän asettuko
vastustamaan, vaan kumartuen hän palvelkoon Jumalaa. Ensin tulee
meidän uskon kautta puhdistaa sydämmemme, masentaa
lihallisuutemme, elää Hengen mukaan, ennenkuin antaumme
keskusteluun uskon syvyyksistä. Joka ei usko, häneltä puuttuu
kokemusta, eikä hän mitään älyä. — Jos kaikki uskonopin kirjailijat,
noudattaen Anselmuksen neuvoa, olisivat asettaneet ylpeän järkensä
nöyrän uskon palvelukseen, niin olisi epäilemättä moni
syvämietteinen lause, joka eksytti lukemattomat ihmisviisauden
pettävällä valevalolla, saanut toisen sisällyksen ja kelvannut
ohjaamaan ihmisten askeleita rauhan tielle. Vaan ollen pettyneen
aikansa lapsi, ei pääse Anselmuskaan vapaaksi silloisen kristikunnan
alentavasta orjuudesta, joka vaatii häntä olettamaan kirkon oppia
raamatun sanan arvoiseksi. Hän ei jaksa murtaa näitä kahleita, ei
uskalla tämmöistä taistelua ajatellakaan, vaan kantaa kahleita
nöyränä, vieläpä pitää tätä alentavaa orjuutta, joka estää häntä
edistymästä totuudessa, Jumalan ehdottomana vaatimuksena. —
Miten kauhean suuri on valheen hengen valta keski-ajan
kristikunnassa, kun jaloimmatkaan henkilöt eivät uskalla asettautua
taisteluun sitä vastaan!
57. Ihmeteltävän neronsa ohjaamana on Anselmus luonut, n.s.
ontologisen todistuksen Jumalan olemisesta. Jo ennenkuin hän
rupesi sitä miettimään, oli hän eri teoksessa ehdottomasti
korkeimman olennon käsitteestä kehittänyt opin Jumalasta. Vaan
oliko tämä käsite olemassa ainoastaan hänen käsityksessään ja
puuttuiko siltä todellinen oleminen? Syvä oli kysymys, vaan jota
vaikeampaa laatua se oli, sitä viehättävämmällä voimalla vaati se
ajattelijaa panemaan kaikki voimansa alttiiksi; jotta hän voisi päästä
sen salaisuuksien perille. Anselmus mietti lakkaamatta, hän valvoi
monet yöt, kunnes vihdoin luuli keksineensä vaikean arvoituksensa
selityksen. Jos kohta tämä selitys onkin ontuva, on se aina
puolustava paikkansa kirkkohistorian lehdillä, sillä se on tieteen
kauniimpia muistopatsaita keski-ajan henkisistä voitoista köyhällä
maalla. Anselmuksen todistus kuuluu: Se, jota suurempaa ei voida
ajatella, ei saata olla olemassa ainoastaan ihmisen mielikuvituksessa.
Sillä siinä tapauksessa voi sitäkin käsittää olevaksi, joka on
suurempi. Tämä on niin totta, että vastakohta on mahdoton. Siinä
suhteessa on viimmeksi ajateltu suurempi kuin se, jota ei saata pitää
olevana. Ensinmainittu on Jumala, jota ei ajatus voi pitää
olemattomana.
Siihen aikaan oli tieteellinen kiista yleiskäsitteiden suhteesta
todellisuuteen vetänyt yhä enemmän huomiota puoleensa. Toiset
väittivät, etteivät nämä yleiskäsitteet ole kuin tyhjiä nimiä vain, toiset
puolustivat niiden todellisuutta. Edellisen mielipiteen kannattajat ovat
tunnetut nimellä nominalistat, viimmemainitun edustajia kutsutaan
realistoiksi. Ajanhengen pakottamana siirtyi riita ennen pitkää
uskonnollisellekin alalle, Nominalista Roscellinus alkoi sovitella
mielipiteitään Jumalan kolminaisuuteen, uhaten suistaa koko tämän
opin aivan väärälle uralle. Asettuen realismin kannalle, taisteli
Anselmus voitollisesti häntä vastaan, lausuen monta syvää ja
58. Welcome to our website – the ideal destination for book lovers and
knowledge seekers. With a mission to inspire endlessly, we offer a
vast collection of books, ranging from classic literary works to
specialized publications, self-development books, and children's
literature. Each book is a new journey of discovery, expanding
knowledge and enriching the soul of the reade
Our website is not just a platform for buying books, but a bridge
connecting readers to the timeless values of culture and wisdom. With
an elegant, user-friendly interface and an intelligent search system,
we are committed to providing a quick and convenient shopping
experience. Additionally, our special promotions and home delivery
services ensure that you save time and fully enjoy the joy of reading.
Let us accompany you on the journey of exploring knowledge and
personal growth!
textbookfull.com