[发明专利]感测磁性颗粒的磁传感器装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于感测磁性颗粒的磁传感器装置。

本发明还涉及一种感测磁性颗粒的方法。

此外，本发明涉及一种程序单元。

此外，本发明涉及一种计算机可读介质。

背景技术

生物传感器可以是一种将生物组分与物理化学或物理检测器部件相结合来检测分析物的装置。

磁生物传感器可以利用巨磁阻效应(GMR)检测带磁性的或用磁珠标记的生物分子。

在下文中将解释可以利用巨磁阻效应的生物传感器。

WO 2005/010542公开了利用集成的或片上磁传感器元件检测或判断是否存在磁性颗粒。可以将该装置用于对生物分子结合在微阵列或生物芯片上进行磁检测。具体而言，WO 2005/010542公开了一种用于判断是否存在至少一个磁性颗粒的磁传感器装置，其包括衬底上的磁传感器元件、用于产生AC磁场的磁场发生器、传感器电路，该传感器电路包括用于感测至少一个磁性颗粒的磁性能的磁传感器元件，所述磁性能与AC磁场相关，其中，该磁场发生器集成在衬底上且被设置为工作在100Hz或更高的频率上。

WO 2005/010543公开了一种磁传感器装置，其包括衬底上的磁传感器元件和在衬底上产生磁场的至少一个磁场发生器，其中，提供串扰抑制装置以抑制磁传感器元件和至少一个磁场发生器之间的串扰。

WO 2005/111596公开了：在磁性纳米颗粒附着到表面时，通过施加磁场并检测与磁性纳米颗粒旋转或运动自由度相关的物理参数来区分在至少一个磁性纳米颗粒和另一实体表面之间的特异性结合和低特异性结合。该传感器组合了对磁性颗粒或标记的检测以及对结合到另一实体表面的磁性颗粒或标记的结合质量和性能的判决。

然而，在不理想的环境下，这种传感器的灵敏度仍然不够好。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有充分高的灵敏度、稳定性和精确性的传感器。

为了实现上述目的，提供了一种根据独立权利要求的用于感测磁性颗粒的磁传感器装置、一种感测磁性颗粒的方法、一种程序单元和一种计算机可读介质。

根据本发明的示范性实施例，提供了一种用于感测磁性颗粒的磁传感器装置，所述磁传感器装置包括：磁场发生器单元(例如施加有电流的一根或多根导线)，其适于(例如，通过向相应的导线施加不同的电流序列)生成分配给磁性颗粒的多个不同磁激发状态的多个不同磁场位形(例如施加到相应导线的不同电流序列可以用不同方式对磁性颗粒产生磁性影响，例如在影响磁性颗粒的场的幅度和/或方向方面对其产生影响)；感测单元(例如GMR传感器)，其适于感测在所述不同磁场位形中由所述磁性颗粒影响的多个检测信号；以及组合单元(例如具有处理能力且能够根据适当的计算方案总体评估单个传感器信号的微处理器或CPU)，其适于组合多个信号，由此导出表示磁性颗粒存在的信息(例如，用于计算实际增益值作为传感器结果的依据)。

根据本发明的另一示范性实施例，提供了一种感测磁性颗粒的方法，所述方法包括：生成分配给磁性颗粒的多个不同磁激发状态的多个不同磁场位形；感测在所述不同磁场位形中由所述磁性颗粒影响的多个检测信号；以及组合所述多个信号，由此导出表示所述磁性颗粒存在的信息。

根据本发明的又一示范性实施例，提供了一种程序单元，在处理器运行所述程序单元时，其适于控制或执行具有上述特征的感测磁性颗粒的方法。

根据本发明的又一示范性实施例，提供了一种计算机可读介质，其中存储有一种计算机程序，在处理器运行所述计算机程序时，其适于控制或执行具有上述特征的感测磁性颗粒的方法。

可以通过计算机程序(即通过软件)、或利用一个或多个专用电子优化电路(即以硬件形式)、或者以混合形式(即利用软件部件或硬件部件来实现)来实现根据本发明实施例的电子感测方案。

根据示范性实施例，一种使用磁性能(例如附着于生物分子的珠)感测磁性颗粒的磁(生物)传感器装置可以工作于和不同磁场位形(例如由位于这种传感器不同位置的多根导线生成)相关的多种操作状态，由此通过测量信号与串扰的关系来实现传感器(尤其是GMR传感器)的增益稳定。换言之，当在不同磁场位形下检测检测信号时，可以进行信号调理和信号处理以便抑制通常会干扰传感器精确性的效应。

根据示范性实施例，可以通过进行磁性颗粒成像获得通过测量信号与串扰的关系来实现磁生物传感器增益稳定的这种效果。为了改善对磁性颗粒的检测，可以增强磁性颗粒传感器的灵敏度和稳定性。通过在多种激发状态之间交替以及组合检测到的信号，可以确定平均增益因子，从而改善精确性。