[發明專利]校準磁傳感器的傳遞函數的方法

無效

• 申請號: 200580040916.9
• 申請日: 2005-11-28
• 公開（公告）號: CN101065661A
• 公開（公告）日: 2007-10-31
• 發明（設計）人: J·A·H·M·卡爾曼;B·M·德布爾
• 申請（專利權）人: 皇家飛利浦電子股份有限公司
• 主分類號: G01N27/74
• 分類號: G01N27/74;G01N33/543
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司
• 代理人: 王英

技術領域

本發明涉及一種校準磁傳感器的傳遞函數的方法，在所述傳感器中，能夠通過采用磁場發生器提供的磁場使物體磁化來探測可磁化物體的存在，并且其中，將傳遞函數定義為由用于生成磁場的電輸入信號，經由物體受到磁化時輻射的雜散磁場，到由傳感器提供的電輸出信號的傳遞。

本發明還涉及執行所述校準的磁傳感器，以及將這樣的傳感器應用到生物芯片當中，例如，所述生物芯片用于分子診斷、生物樣本分析或化學樣本分析。

背景技術

微陣列或生物芯片的引入為DNA(脫氧核糖核酸)、RNA(核糖核酸)、核酸、蛋白質、細胞和細胞碎片、組織成分等的樣本分析帶來了革命。例如，其應用包括人體基因分型(例如，在醫院當中，或者由醫生或護士個人承擔)、醫藥篩選、生物和藥理學研究、唾液中的藥物檢測等。生物芯片的作用在于檢測及量化通常為溶液的樣本中生物分子的存在。

生物芯片又稱生物傳感器、生物微芯片、基因芯片或DNA芯片，其最簡單的形式是包括其上附著了大量不同的探針分子的襯底，在得到良好匹配的情況下，有待分析的分子或片段能夠被束縛在芯片上具有明確邊界的區域內。例如，DNA分子的片段結合至某一唯一的互補DNA(c-DNA)分子片段。例如，可以采用耦合至有待分析的分子的熒光標志探測結合反應的產生。作為熒光標志的替代，可以采用可磁化物體作為耦合至有待分析的分子的磁標志。本發明處理的是后一種類型的標志。在生物芯片中，通常通過所謂的超順磁珠實現所述可磁化物體。其提供了在短時間內同時分析少量的很多不同分子或分子片段的能力。一個生物芯片能夠支持針對10-1000或者更多不同分子片段的化驗。預計，在未來的十年內，作為Human?Genome?Project等計劃以及有關基因和蛋白質的功能的跟進研究的結果，能夠通過生物芯片的使用獲得的信息的可用性將迅速提高。在作為WO03/054523A2公開的本申請人的國際專利申請中已經描述了對生物芯片操作的一般性說明。

可以采用以超順磁珠的探測為基礎的、由傳感器陣列(例如，100個)構成的生物芯片同時測量樣本流體(例如，諸如血液或唾液的溶液)中大量不同分子(例如，蛋白質、DNA、濫用藥物、激素)的濃度。樣本流體包括目標分子種類或抗原。任何具有磁標簽(標志)的生物分子都具有潛在的可用性。使超順磁珠附著于目標，并通過外加磁場使所述珠磁化，進而采用(例如)巨磁致電阻(GMR)傳感器探測磁化珠的雜散場，由此可以實現測量。

本專利申請的關注重點是以超順磁納米顆粒的(綜合)激發為基礎的生物芯片。但是，在諸如各向異性磁敏電阻器(AMR)和隧道磁敏電阻器(TMR)中的應用也是本發明的部分。所述磁場發生器可以包括使電流流經電線，以生成磁場，由此使超順磁珠磁化。來自所述超順磁珠的雜散場在GMR中引入了平面內磁化分量，其將導致電阻變化。

為了獲得被固定的珠的數量與來自GMR傳感器的探測信號之間的明確關系，應當校準生物芯片的總傳遞函數。所述傳遞函數取決于器件的幾何形狀、超順磁珠的屬性、GMR傳感器的屬性和信號處理電子器件(例如，前置放大器)。

發明內容

諸如幾何容差、超順磁珠的磁特性、諸如厚度、磁特性的GMR疊層容差、外部磁場、信號處理電路中的IC(集成電路)容差、老化影響以及溫度的參數可能對傳遞函數具有強烈的影響。此外，通常采用用于校準的校準流體(通常為液體)的做法將使生物芯片的設計復雜化，尤其將使微流體部分的設計復雜化。例如，所述校準流體可能是人造血液，應當將人造血液保存在電冰箱內或者制冷器內，直到需要采用其校準生物芯片上的傳感器之一為止，之后所述傳感器能夠在諸如(實際)血液樣本的分析過程中充當其他傳感器的基準傳感器。此外，可以將校準流體存儲在生物傳感器模塊集成的指定容器內。在實際化驗之前，將校準流體引導到傳感器表面上。這需要復雜的模塊設計。在實際測量之前采用校準流體既復雜，成本又高。因而，存在著這樣一種一般性的需求，即開發出在不需要起著校準流體的作用的額外流體的情況下分析樣本流體的方法。

因此，本發明的目的是提供一種在不需要校準流體的情況下對磁傳感器校準的方法。為了實現這一目的，本發明提供了一種校準位于襯底上的磁傳感器的傳遞函數的方法，在所述傳感器中，能夠通過采用磁場發生器提供的磁場使物體磁化來探測可磁化物體的存在，并且其中，將傳遞函數定義為由用于生成磁場的電輸入信號，經由物體受到磁化時輻射的雜散磁場，到由傳感器提供的電輸出信號的傳遞，所述方法包括的步驟有：

將樣本流體置于襯底上，所述樣本流體包括可磁化物體，