[发明专利]用于单个颗粒检测的生物传感器系统

权利要求书

1.一种用于检测颗粒(2)的生物传感器系统(1)，包括：

包括传感器表面(31)的生物传感器试剂盒(30)，

所述试剂盒(30)一侧的生物传感器磁体组件(10)，其用于生成在所述试剂盒(30)和所述传感器表面(31)处发挥作用的磁场，所述第一生物传感器磁体组件(10)包括以间隙(25)分开的至少两个磁性子单元(22a，22b)，

第一光学检测系统(40)，其用于检测与所述磁体组件(10)布置在所述试剂盒(30)同一侧的所述颗粒(2)，而设计所述磁体组件(10)，使得通过所述磁体组件(10)的所述间隙(25)完成光学检测。

2.根据权利要求1所述的生物传感器系统(1)，包括

第二光学检测系统(50)，其用于检测所述颗粒(2)，通过在所述颗粒(2)对光进行散射为所述第一光学检测系统(40)提供光。

3.根据权利要求1所述的生物传感器系统(1)，其中，设计所述磁体组件(10)和所述第一光学检测系统(40)，使得在所述颗粒(2)处散射生成的入射线(54a)的光锥(41)通过所述磁体组件(10)的所述至少两个磁体子单元(22a，22b)的端截面(24a，24b)投射，从而允许由所述磁体组件(10)致动颗粒(2)并同时在所述传感器表面(31)检测所述颗粒(2)。

4.根据权利要求2所述的生物传感器系统(1)，其中，基本在相对于所述第二光学检测系统(40)的垂直方向上布置具有所述至少两个磁性子单元(22a，22b)的所述磁体组件(10)，并且所述至少两个子单元(22a，22b)的所述端截面(24a，24b)基本在垂直于所述至少两个子单元(22a，22b)的与所述第一光学检测系统(40)相同的方向上向上突出。

5.根据权利要求1所述的生物传感器系统(1)，其中，所述第二光学检测系统(50)基于TIR(全内反射)或FTIR(受抑全内反射)检测，并且所述第二光学检测系统(50)包括显微镜(42)和相机(44)，所述显微镜基于暗视野显微术(DFM)，被设计成分辨单个颗粒(2)，所述相机(44)被设计成对所述显微镜(42)分辨的单个颗粒(2)成像。

6.根据权利要求1所述的生物传感器系统(1)，其包括从所述第一光学检测系统(40)和所述第二光学检测系统(50)接收信号的处理器(60)，其中，处理两种信号以获得表征至少一个单个颗粒(2)的存在或位置的信号。

7.根据权利要求5所述的生物传感器系统(1)，其中，从来自所述第一光学检测系统(40)的信号中减去不适当颗粒(2)导致的来自所述第二光学检测系统(50)的信号，获得仅来自适当颗粒(2)的信号。

8.根据权利要求1所述的生物传感器系统(1)，其中，所述第一光学检测系统(40)的入射线(54a)和出射线(54b)之间的进入角α处于65°和75°之间的范围中，所述试剂盒的厚度d位于0.3mm和2mm之间的范围中，所述传感器表面(31)的传感器区域的宽度w_opt大约为1mm，所述透镜的数值孔径(NA)具有满足方程的最小值，所述磁性子单元(22a，22b)的磁极尖端的宽度大约为0.25mm，并且所述磁性子单元(22a，22b)的磁极尖端之间的空气间隙(25)小于1.5mm。

9.一种利用根据权利要求1所述的生物传感器系统(1)检测颗粒(2)的方法。

10.根据权利要求1所述的生物传感器系统(1)在以下应用中的一种或多种中的使用：

-用于分子诊断的生物传感器

-在诸如血液或唾液的复杂生物混合物中迅速而灵敏地检测蛋白质和核酸

-用于化学、制药或分子生物学的高吞吐量筛选机

-例如，用于例如刑事学中DNA或蛋白质的、用于现场测试(在医院中)、用于集中式实验室或科学研究中的诊断的测试装置

-用于心脏病学、传染病和肿瘤学、食品和环境诊断的DNA或蛋白质诊断工具

-用于组合化学的工具

-分析装置

-纳米和微流装置

-药物释放和药物递送系统(尤其是经皮和可植入递药装置)。