[发明专利]基于巨磁阻的微流控磁珠位置检测方法与装置

权利要求书

1.一种基于巨磁阻的微流控磁珠位置检测装置，包括一块上下两层固定在一起的实体磁性屏蔽材料板（11），在上下两层的中间埋设一个从左到右的微管道，微管道最左端是细胞溶液进口（7）和免疫磁珠溶液进口（8），最右端是混合液出口（9），细胞溶液进口（7）和免疫磁珠溶液进口（8）均连接混合室（6），其特征是：混合室（6）经倒置的三棱柱微管道（3）接混合液出口（9），三棱柱微管道（3）的横截面是顶点在下的等腰或等边三角形；在三棱柱微管道（3）的正下方从左至右有间隔地均匀分布多个巨磁阻芯片（2），巨磁阻芯片（2）水平布置且三棱柱微管道（3）的横截面三角形的高垂直于巨磁阻芯片（2）的上下表面，巨磁阻芯片（2）相对于三棱柱微管道（3）的顶边前后对称；多个巨磁阻芯片（2）的下表面紧密固定贴合在非磁性屏蔽材料隔层（4）的上表面上，整个非磁性屏蔽材料隔层（4）覆盖在永磁体（5）的上表面上，永磁体（5）是磁场垂直于巨磁阻芯片（2）上下表面的永磁体；巨磁阻芯片（2）、非磁性屏蔽材料隔层（4）和永磁体（5）均紧密嵌在磁性屏蔽材料板（11）的下层中；每个巨磁阻芯片（2）都经导线（12）连接外部的信号处理模块（13），信号处理模块（13）连接上位机（14）；每个巨磁阻芯片（2）由巨磁阻a、b、c、d构成的惠斯通电桥组成，外接直流恒流电源（17），仅在巨磁阻d外包裹一层磁性材料屏蔽层（16），直流恒流电源（17）正极由巨磁阻a、b 之间的连接点A输入，负极由巨磁阻c、d之间的连接点D输出。

2.根据权利要求1所述基于巨磁阻的微流控磁珠位置检测装置，其特征是：信号处理模块（13）由依次连接的信号筛选电路（18）、放大电路（19）、A/D转换电路（20）和MCU处理器（21）组成，直流电源（23）为信号处理模块（13）供电，所有的巨磁阻芯片（2）的输出均连接信号筛选电路（18）的输入，MCU处理器（21）的输出经通信模块（22）连接上位机（14）。

3.根据权利要求1所述基于巨磁阻的微流控磁珠位置检测装置，其特征是：巨磁阻芯片（2）至少有3个。

4.一种如权利要求1所述基于巨磁阻的微流控磁珠位置检测装置的检测方法，其特征是包括以下步骤：

1）从免疫磁珠溶液进口（8）通入免疫磁珠溶液、细胞溶液进口（7）通入细胞溶液，两种溶液进入混合室（6）内形成混合溶液后进入倒置的三棱柱微管道（3），免疫磁珠（1）被永磁体（5）产生的磁场磁化，贴于三棱柱微管道（3）的管壁缓慢流动；

2）巨磁阻芯片（2）受到免疫磁珠（1）磁化得到的水平磁场的影响，其电阻值发生改变，巨磁阻芯片（2）将惠斯通电桥的连接点A、B、C、D电位信号输出到信号处理电路模块（13）处理；

3）信号处理电路模块（13）先通过公式、、、计算获得巨磁阻a、b、c的阻值，再求出，用拟合免疫磁珠（1）在y轴方向的位置与巨磁阻阻值变化的特性曲线； 再以巨磁阻a、b、c这三片巨磁阻电阻条的中心为圆心，以免疫磁珠（1）的球心分别距离巨磁阻a、b、c这三片巨磁阻电阻条中心距离为半径作圆得到三个圆形，三圆相交于一点的位置就是免疫磁珠（1）所在y轴坐标位置，判断出y轴方向免疫磁珠（1）距离巨磁阻电阻条中心位置的距离；

是直流恒流源（17）的电流值；是惠斯通电桥中ACD支路的电流；分别是当免疫磁珠（1）的球心位于y处时巨磁阻阻值；、、、分别是A、B、C、D点的电位；是当免疫磁珠（1）的球心位于y处时所引起的电阻变化，中的；是当免疫磁珠（1）的球心位于y处时对应巨磁阻的阻值，中的；表示没有外部磁场影响的巨磁阻的电阻值，中的，是当免疫磁珠（1）的球心位于巨磁阻电阻条的中心位置时所引起的电阻变化，中的。

5.根据权利要求4所述的检测方法，其特征是：通过公式计算获得免疫磁珠（1）的在上下垂直方向的z轴坐标位置，是三棱柱微管道（3）的横截面三角形的顶角的半角。

6.根据权利要求5所述的检测方法，其特征是：通过通信模块（22）将免疫磁珠（1）的位置信息传至上位机（14）显示。