專利名稱：具有集成到達(dá)時(shí)間測(cè)量的快速磁性生物傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種感測(cè)裝置和一種用于確定液體中的至少一種可極 化或已極化的磁性標(biāo)簽,度的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括該感測(cè)裝置。本發(fā) 明更進(jìn)一步涉及一種方法，其用于利用感測(cè)裝置確定液體中的至少一 種可極化或已極化的磁性標(biāo)簽的濃度。
背景技術(shù)：
在診斷學(xué)領(lǐng)域，特別是生物醫(yī)學(xué)診斷學(xué)，諸如用于活體內(nèi)和活體 外的醫(yī)藥和食品診斷學(xué)，使用生物傳感器或生物芯片是眾所周知的。 這些生物傳感器或生物芯片通常以生物芯片微陣列的形式使用，該生
物芯片微陣列使得能夠進(jìn)行生物實(shí)體分析，生物實(shí)體例如是DNA(脫 氧核糖核酸)、RNA(核糖核酸)、蛋白質(zhì)或例如激素或藥物的小分子。 現(xiàn)在，有多種用于分析少量的生物實(shí)體或生物實(shí)體的生物分子或段的 驗(yàn)定法，諸如結(jié)合(binding)驗(yàn)定法、競(jìng)爭(zhēng)驗(yàn)定法、置換驗(yàn)定法、夾 層(sandwich)驗(yàn)定法或擴(kuò)散(diffusion)驗(yàn)定法。由于流體樣本中 要被檢測(cè)的目標(biāo)分子為低濃度(例如pmol.l"以下)而變化的背景材 料為高濃度(例如mmol.r1)，在生物化學(xué)試驗(yàn)方面存在挑戰(zhàn)。目標(biāo) 可以是生物實(shí)體，像縮氨酸、激素、代謝物、蛋白質(zhì)、核酸、甾體、 酶、抗原、半抗原或藥物。背景材料或基質(zhì)可以是尿、血、血清、唾 液或其他人類或非人類的液體。附著到目標(biāo)的標(biāo)簽改善目標(biāo)的檢測(cè)限 度。標(biāo)簽的示例為光學(xué)標(biāo)簽、彩色珠、熒光化學(xué)基、酶、光學(xué)條型碼 或磁性標(biāo)簽。
生物傳感器通常采用具有裝有俘獲分子(capture molecules)的特 定結(jié)合點(diǎn)2的感測(cè)表面1。這些俘獲分子可以特定結(jié)合到存在于流體 中的其它分子或分子復(fù)合物。其它的俘獲分子3和標(biāo)簽4使檢測(cè)便利。
這在圖l中示出，圖l示出了生物傳感器感測(cè)表面l，俘獲分子耦合到該感測(cè)表面1 ，表面1向例如目標(biāo)分子6或目標(biāo)6的其他生物實(shí)體 提供結(jié)合點(diǎn)2。在溶液5中，存在目標(biāo)6和標(biāo)簽4，另外的俘獲分子 3耦合到它們。目標(biāo)6和標(biāo)簽4容許以此后稱為"特定附著"的特定方 式結(jié)合到生物傳感器感測(cè)表面1的結(jié)合點(diǎn)2。然而，此后稱為"非特 定附著"的其他的結(jié)合結(jié)構(gòu)也是可能的。在圖2a、 2b、 2c、 3.1a、 3.1b、 3.2a、 3.2b、 3.2c、 3.3中，示出了標(biāo)簽4到生物傳感器感 測(cè)表面1的可能的結(jié)合結(jié)構(gòu)的一些示例。圖2a和2b表示稱為1型的 結(jié)合結(jié)構(gòu)，其實(shí)現(xiàn)期望的特定生物附著。在圖2a中，示出一種想要 的生物附著，其中目標(biāo)分子6夾在生物傳感器感測(cè)表面1上的結(jié)合點(diǎn) 2和標(biāo)簽4上的俘獲分子3之間(夾層驗(yàn)定法)。在圖2b中，示出競(jìng) 爭(zhēng)驗(yàn)定法生物傳感器的情況，其中設(shè)置在感測(cè)表面1上的結(jié)合點(diǎn)2能 夠附著標(biāo)簽4 (通過將結(jié)合點(diǎn)2附著到裝備著標(biāo)簽4的俘獲分子3) 以及目標(biāo)6。目標(biāo)6至少部分地并相對(duì)于結(jié)合點(diǎn)2，具有類似于俘獲 分子3的形式和/或行為，從而結(jié)合點(diǎn)2在俘獲分子3 (即標(biāo)簽4)和 目標(biāo)6之間存在競(jìng)爭(zhēng)。在圖2c中，示出抑制驗(yàn)定法生物傳感器的情 況，其中結(jié)合點(diǎn)2在生物學(xué)上與目標(biāo)6類似，并且標(biāo)簽4被結(jié)合到俘 獲分子3 (或通常是生物實(shí)體)，俘獲分子3可以結(jié)合到目標(biāo)6或結(jié) 合點(diǎn)2。理想地，結(jié)合到(通過俘獲分子3)標(biāo)簽4的目標(biāo)6不再能 結(jié)合到結(jié)合表面2。
與這種生物附著于感測(cè)表面1相反，標(biāo)簽4也可以非特定方式附 著到感測(cè)表面1,即結(jié)合到表面1而不用特定目標(biāo)分子6作為媒介。 圖3.1a、 3.1b、 3.2a、 3.2b、 3.2c、 3.3表示這種非特定附著，而圖2.2a 和2.2b示出所謂的2型結(jié)合結(jié)構(gòu)，其中在耦合到標(biāo)簽4的俘獲分子3 和生物傳感器感測(cè)表面i之間和域在耦合到標(biāo)簽4的俘獲分子3和 耦合到生物傳感器感測(cè)表面1的結(jié)合點(diǎn)2之間，存在單一的非特定結(jié) 合。通常這種僅僅通過單一非特定結(jié)合的2型結(jié)合只是微弱的，并可 以通過諸如洗滌或磁力的嚴(yán)格工序去除。如圖3.2a、 3.2b和3.2c中所 示，通過跨越一方面標(biāo)簽4 (或耦合到標(biāo)簽4的俘獲分子3)及另一 方面生物傳感器感測(cè)表面1和/或結(jié)合點(diǎn)2之間的較大區(qū)域的大量非
特定結(jié)合， 一種所謂的到感測(cè)表面1和/或結(jié)合點(diǎn)2的3型結(jié)合結(jié)構(gòu) 也是可能的。3型結(jié)構(gòu)通常提供比1型結(jié)合更強(qiáng)的結(jié)合力。圖3.3示 出一種l型的退化形式，其中標(biāo)簽4通過特定以及非特定結(jié)合，結(jié)合 到生物傳感器感測(cè)表面l。
在快速測(cè)試中，例如路邊通過窗口在唾液中測(cè)試濫用藥物，例如 用于交通安全，有必要提供可以天天使用的足夠魯棒的測(cè)試設(shè)備，并 且提供能夠產(chǎn)生十分迅速和精確的結(jié)果的測(cè)試方法。這種測(cè)試可以以 多種形式實(shí)施，例如以競(jìng)爭(zhēng)或抑制驗(yàn)定法形式。在圖4中，示出用于 兩個(gè)不同測(cè)試樣本的取決于目標(biāo)的傳感器信號(hào)S,和S2隨時(shí)間的發(fā)展， 其中信號(hào)S,對(duì)應(yīng)高目標(biāo)6濃度，信號(hào)S2對(duì)應(yīng)低目標(biāo)6濃度。S,對(duì)比 S2的區(qū)別歸因于測(cè)試樣本中目標(biāo)分子的濃度越低則附著到俘獲分子3 的標(biāo)簽4結(jié)合到感測(cè)表面1的結(jié)合點(diǎn)2的概率越大的事實(shí)。
在國際專利申請(qǐng)WO03/054566 Al中，公開了用于確定流體中磁性 粒子的密度的磁致電阻磁致電阻感測(cè)裝置。該磁致電阻感測(cè)裝置或生 物芯片具有帶有支持流體的層結(jié)構(gòu)的基底。該層結(jié)構(gòu)在第一水平面上 具有第一表面區(qū)域，在第二水平面上具有第二表面區(qū)域，并具有檢測(cè) 流體中的至少一種磁性粒子的磁場(chǎng)的磁致電阻感測(cè)元件。磁致電阻元 件位于第一和第二表面區(qū)域之間的過渡區(qū)域附近，并且面對(duì)至少一個(gè) 表面區(qū)域。使用這樣的結(jié)構(gòu)確定流體中標(biāo)簽4的濃度是可能的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種感測(cè)裝置、 一種系統(tǒng)和一種方法， 其能夠以十分迅速和準(zhǔn)確的方式確定流體中至少一種可極化或己極 化磁性標(biāo)簽的濃度。
上述目的通過根據(jù)本發(fā)明的感測(cè)裝置、系統(tǒng)和方法實(shí)現(xiàn)。 在本發(fā)明的第一方面中，提供一種感測(cè)裝置，用于確定流體中至 少一種可極化或已極化磁性標(biāo)簽的濃度。該感測(cè)裝置包括至少一個(gè)感 測(cè)表面，該感測(cè)表面包括至少一種能夠特定附著于至少一種連接到磁 性標(biāo)簽的生物實(shí)體的結(jié)合點(diǎn)。感測(cè)裝置進(jìn)一步包括至少一個(gè)磁性傳感 器元件，該感測(cè)裝置進(jìn)一步包括用于確定附著于結(jié)合點(diǎn)的磁性標(biāo)簽的濃度的第一裝置，以及用于確定流體的到達(dá)時(shí)間的第二裝置。
根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)在于，其容許以生物驗(yàn)定法，比從前所 知的方法更準(zhǔn)確并且更迅速地確定磁性生物傳感器上的目標(biāo)分子的 濃度。使用根據(jù)本發(fā)明的感測(cè)裝置，通過精確地確定流體的到達(dá)時(shí)間 以及在結(jié)合過程在感測(cè)表面發(fā)生的期間中精確地測(cè)定標(biāo)簽濃度，可能 改善檢測(cè)極限以及專一性并因此降低產(chǎn)生結(jié)果的時(shí)間，這對(duì)于所屬技 術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員完全是令人驚奇并且不能預(yù)料的。
在需要點(diǎn)測(cè)試中，例如路邊通過窗口的濫用藥物的唾液測(cè)試，例 如用于交通安全，有必要提供一種具有最小的產(chǎn)生結(jié)果的時(shí)間的快速
測(cè)量。產(chǎn)生結(jié)果時(shí)間應(yīng)該為大約1分鐘或更優(yōu)選地，大約10秒?？?br> 以以多種方式降低產(chǎn)生結(jié)果的時(shí)間，例如通過縮短采樣時(shí)間、通過增 大在一次性使用的盒內(nèi)的生物進(jìn)程的速度、或通過減少驗(yàn)定法的變化 并改善數(shù)據(jù)的精密度?？s短采樣時(shí)間例如可以通過需要較小的樣本體 積實(shí)現(xiàn)。增大傳感器內(nèi)部的生物進(jìn)程的速度例如可以通過利用具有高 結(jié)合速率的生物俘獲分子實(shí)現(xiàn)。減少驗(yàn)定法的變化并改善數(shù)據(jù)的精密 度例如可以通過對(duì)驗(yàn)定法較好的控制、較好的測(cè)量數(shù)據(jù)、改進(jìn)對(duì)驗(yàn)定 法的了解以及改進(jìn)用于取出想要的參數(shù)(例如是藥物或蛋白質(zhì))的算 法實(shí)現(xiàn)。
為了滿足這些需要，特別是在非常短的測(cè)量時(shí)間tm內(nèi)盡可能快速 并準(zhǔn)確地提取目標(biāo)濃度，根據(jù)本發(fā)明提出改善由感測(cè)裝置產(chǎn)生的數(shù)據(jù) 的可靠性，尤其是在感測(cè)裝置的感測(cè)表面上的流體的到達(dá)時(shí)間tw的時(shí) 間附近由感測(cè)裝置產(chǎn)生的數(shù)據(jù)的可靠性。
根據(jù)本發(fā)明，因此在感測(cè)裝置中提出集成第一和第二裝置。第一 裝置對(duì)樣本中的目標(biāo)分子濃度非常敏感。第二裝置對(duì)感測(cè)表面上的流 體的存在非常敏感，并更進(jìn)一步，第二裝置基本上對(duì)樣本中的目標(biāo)濃
度不敏感。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，第一和第二裝置能夠由感測(cè)裝置上的 完全一樣的結(jié)構(gòu)表示，例如施加產(chǎn)生的磁場(chǎng)到上述感測(cè)表面上的流體 中的磁性標(biāo)簽的二維線結(jié)構(gòu)。在該實(shí)施例中，可以控制該結(jié)構(gòu)，使得 可能精密測(cè)量目標(biāo)濃度和流體的到達(dá)時(shí)間。這能夠通過測(cè)量體流體(the bulk of the fluid)中的標(biāo)簽濃度來同時(shí)或依次測(cè)量感測(cè)表面上的 標(biāo)簽的目標(biāo)濃度和到達(dá)時(shí)間實(shí)現(xiàn)。
通常，感測(cè)裝置將對(duì)特定附著到感測(cè)表面(1型結(jié)合，參考以上 內(nèi)容(cf. above))的標(biāo)簽敏感，并對(duì)不特定附著但是仍然在感測(cè)表面 附近的標(biāo)簽敏感。能夠通過以2型方式結(jié)合到感測(cè)表面的標(biāo)簽，或未 附著到感測(cè)表面，但位于該表面附近的標(biāo)簽實(shí)現(xiàn)該第二選擇。根據(jù)本 發(fā)明，第一裝置能夠獨(dú)立測(cè)量這些不同的磁性標(biāo)簽，例如通過它們的 特定附著標(biāo)簽對(duì)比非特定附著標(biāo)簽的旋轉(zhuǎn)和/或平移機(jī)動(dòng)性的差異， 可以區(qū)別特定附著磁性標(biāo)簽和其他標(biāo)簽。例如，可以施加磁場(chǎng)并確定 敢決于機(jī)動(dòng)性的信號(hào)。這種磁場(chǎng)還能夠被調(diào)制，例如，通過電流線或 磁鐵，以將磁性標(biāo)簽吸引到感測(cè)表面，或?qū)⒋判詷?biāo)簽從感測(cè)表面推開, 或在感測(cè)表面上移動(dòng)磁性標(biāo)簽。用于磁性標(biāo)簽的不同位置的磁性傳感 器元件的信號(hào)的比較，容許確定在感測(cè)表面附近的存在于溶液中的要 被測(cè)量的可移動(dòng)式磁性標(biāo)簽的數(shù)目。根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選地提供第一裝 置，從而或以控制第一裝置以便可能進(jìn)行不同磁性標(biāo)簽濃度的時(shí)間分 辨分辨測(cè)量。在這里，術(shù)語"時(shí)間分辨"表示可能在測(cè)量間隔監(jiān)視或 測(cè)量取決于目標(biāo)的信號(hào)S的形成。根據(jù)本發(fā)明的可選擇方式，也可以 僅僅在測(cè)量時(shí)間結(jié)尾，測(cè)量第一裝置的取決于目標(biāo)的信號(hào)S。
除了測(cè)量感測(cè)表面附近的磁性標(biāo)簽的濃度，即測(cè)量樣本的目標(biāo)濃 度，本發(fā)明提出集成測(cè)量在感測(cè)裝置中感測(cè)表面上的流體的存在或缺 失的可能性。
在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，第二裝置是電容感測(cè)裝置。這種電容 感測(cè)裝置能夠例如通過感測(cè)裝置中的類似電容器的結(jié)構(gòu)的方式實(shí)現(xiàn)。 傳感器上的流體改變傳感器上的介質(zhì)的介電常數(shù)，其可以通過具有電 容耦合的兩個(gè)導(dǎo)電體精確測(cè)量，例如以兩條電線或兩塊電容極板的形 式。
在本發(fā)明的又一優(yōu)選實(shí)施例中，第二裝置是熱感測(cè)裝置。流體的 存在改變熱狀態(tài)(溫度、熱傳導(dǎo))，其可例如通過感測(cè)裝置上的熱變 電阻測(cè)量。
在本發(fā)明的又一優(yōu)選實(shí)施例中，第二裝置是磁性感測(cè)裝置。分散
在體流體中的磁性粒子(例如磁性標(biāo)簽或其他磁性材料)的存在能夠 產(chǎn)生磁性信號(hào)。這種信號(hào)不是流體中的目標(biāo)濃度特性，因?yàn)樵隗w流體 中的總目標(biāo)濃度由獨(dú)立提供到目標(biāo)濃度的樣本的試劑給定。體流體中 的磁性粒子或標(biāo)簽?zāi)軌蚶缤ㄟ^它們的靜態(tài)或動(dòng)態(tài)磁矩或通過在施 加磁場(chǎng)時(shí)的平移或旋轉(zhuǎn)機(jī)動(dòng)性被檢測(cè)。在第二裝置是磁性感測(cè)裝置的 本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，可以在感測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)上提供磁場(chǎng)產(chǎn)生裝 置。這些磁場(chǎng)產(chǎn)生裝置例如可以是電流線或二維線結(jié)構(gòu)。磁場(chǎng)產(chǎn)生裝 置可以產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。在另一實(shí)施例中，磁場(chǎng)產(chǎn)生裝置可以產(chǎn)生單向 或一維磁場(chǎng)，例如脈沖單向磁場(chǎng)，或正弦調(diào)制磁場(chǎng)。在這種第二裝置 是磁性感測(cè)裝置的情況下，在感測(cè)表面上或結(jié)合到感測(cè)表面的結(jié)合點(diǎn) 的體流體中的磁性標(biāo)簽的運(yùn)動(dòng)或旋轉(zhuǎn)自由度可以與這些不同的標(biāo)簽 濃度有關(guān)。
在本發(fā)明的又一優(yōu)選實(shí)施例中，感測(cè)裝置的第一裝置包括兩個(gè)位 于一個(gè)磁性傳感器元件各個(gè)側(cè)面的磁場(chǎng)產(chǎn)生裝置，即左右或上下?？?選地，傳感器元件被設(shè)置在兩條電流線，例如并聯(lián)的電流極片之間。 本發(fā)明的這種實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)在于磁性傳感器元件部分地或完全對(duì)兩 個(gè)磁場(chǎng)產(chǎn)生裝置的磁場(chǎng)不敏感，只要兩個(gè)磁場(chǎng)在傳感器元件的位置互 相補(bǔ)償。因此，磁性傳感器元件僅僅由于在感測(cè)表面上或在感測(cè)表面
附近存在磁性標(biāo)簽感到磁場(chǎng)。通過在傳感器元件敏感的凈(net)磁 場(chǎng)通過兩個(gè)磁場(chǎng)產(chǎn)生裝置被補(bǔ)償?shù)捏w積中放置磁性傳感器元件，避免 了傳感器元件可能的飽和。
在本發(fā)明的又一優(yōu)選實(shí)施例中，磁場(chǎng)產(chǎn)生裝置是位于感測(cè)裝置上 的二纟隹線結(jié)構(gòu)。
對(duì)于所有感測(cè)裝置的實(shí)施例，磁性傳感器元件可以是AMR、 GMR 或TMR傳感器元件之一。當(dāng)然，根據(jù)本發(fā)明，基于其他原理的磁性 傳感器元件，像霍耳傳感器元件或SQUID也是可能的。
在下文中，將主要參照磁性標(biāo)簽，也稱為磁珠或珠子說明本發(fā)明。 磁性標(biāo)簽無須一定是球形，而可以是任何適當(dāng)?shù)耐庑?，例如，球體、 筒或桿、立方體、橢圓等形式，或可以具有未定義或非恒定的外形。 通過術(shù)語"磁性標(biāo)簽"，可以理解標(biāo)簽包括一個(gè)磁性粒子或多個(gè)磁性粒子的任何適當(dāng)形式，例如磁性的、抗磁的、順磁性的、超順磁性的、 鐵磁性的，其是任何永久或暫時(shí)在磁場(chǎng)中產(chǎn)生磁偶極子的磁力形式。 對(duì)于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，沒有關(guān)于磁性標(biāo)簽外形的局限，但是在現(xiàn)在以可靠 途徑制造球形標(biāo)簽是最容易且最便宜的。磁性標(biāo)簽的尺寸也不是本發(fā) 明的限制因素。然而，對(duì)于檢測(cè)在生物傳感器上的相互作用，小尺寸 的磁性標(biāo)簽可能更有利。，米尺寸的磁珠被用作磁性標(biāo)簽，它們限 制縮小尺寸，因?yàn)槊總€(gè)標(biāo)簽占用至少1|11112的區(qū)域。而且，小磁性標(biāo) 簽比大磁珠具有更好的擴(kuò)散特性并通常顯示出較低的沉降傾向。根據(jù)
本發(fā)明，使用的磁性標(biāo)簽的尺寸介于l至3000nm之間，更優(yōu)選的介 于5至500nm之間。
在本發(fā)明的說明書和權(quán)利要求中，術(shù)語"生物實(shí)體"應(yīng)該寬泛地 解釋。它包括生物活性分子諸如蛋白質(zhì)、縮氨酸、RNA、 DNA、脂 質(zhì)、磷脂、像糖的碳水化合物、或類似物。術(shù)語"生物實(shí)體"也包括 細(xì)胞片段諸如部分細(xì)胞膜，特別是可能包括受納體的部分細(xì)胞膜。術(shù) 語生物實(shí)體還涉及能夠潛在地結(jié)合到生物實(shí)體的小化合物。示例有激 素、藥物、配位體、對(duì)抗劑、抑制劑以及調(diào)制物。生物實(shí)體能夠是隔 離或合成分子。合成分子能夠包括非天然存在的化合物，諸如改進(jìn)的 氨基酸或核苷酸。生物實(shí)體還能夠在介質(zhì)或流體中存在，諸如血或血 清或唾液或其他體液或分泌物，或任何其他包括生物實(shí)體(諸如食品、 水樣本或其他)的樣本。
本發(fā)明還包括用于確定流體中至少一種可極化或已極化磁性標(biāo)簽 的濃度的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括根據(jù)先前任一實(shí)施例所述的感測(cè)裝置。該 系統(tǒng)將感測(cè)裝置與諸如封裝、腔室、通道、管等的適當(dāng)?shù)臋C(jī)械環(huán)境包 含在一起，用于采樣、樣品預(yù)處理、潤(rùn)濕感測(cè)表面等。該系統(tǒng)進(jìn)一步 將感測(cè)裝置與適當(dāng)?shù)碾姾?或電子環(huán)境，諸如電源、數(shù)據(jù)收集和分析 裝置、輸出裝置包含在一起。
本發(fā)明還包括一種利用根據(jù)感測(cè)裝置的任一先前所述實(shí)施例的感 測(cè)裝置確定流體中至少一種可極化或已極化磁性標(biāo)簽的濃度的方法， 該方法包括以下步驟
-在感測(cè)表面上提供包括磁性標(biāo)簽的流體，
-確定流體的到達(dá)時(shí)間，
-確定附著到結(jié)合點(diǎn)的磁性標(biāo)簽的濃度。


本發(fā)明的這些和其它特性、特征和優(yōu)點(diǎn)，將從結(jié)合以示例的方式 說明發(fā)明的原理的附圖的如下詳述變得明了。說明書僅僅是給出示 例，而不用于限制本發(fā)明的范圍。以下引用的參考數(shù)字參考附圖。
圖1示出在溶液中結(jié)合點(diǎn)耦合到的生物傳感器，該溶液包含俘獲分子與其耦合的目標(biāo)和標(biāo)簽；
圖2a、 2b、 2c、 3.1a、 3.1b、 3.2a、 3.2b、 3.2c、 3.3示出標(biāo)簽4到 生物傳感器感測(cè)表面的可能的結(jié)合結(jié)構(gòu)的一些示例；
圖4示出高目標(biāo)濃度和低目標(biāo)濃度的兩種不同的測(cè)試樣本的傳感 器信號(hào)的時(shí)間發(fā)展；
圖5示出在感測(cè)裝置上流體到達(dá)出現(xiàn)的時(shí)間間隔期間，根據(jù)本發(fā) 明的第二裝置的信號(hào)的時(shí)間發(fā)展；
圖6示出根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)和感測(cè)裝置的示意te;
圖7示出具有不同可能的第二裝置的感測(cè)裝置的示意圖8示出根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施例的設(shè)備的示意圖。
具體實(shí)施例方式
將關(guān)于特定實(shí)施例并參照某些

本發(fā)明，但是本發(fā)明不限 于此，而僅僅由權(quán)利要求限定。附圖僅僅是示意性的，并且是非限制 性的。在附圖中，為說明目的， 一些元件的尺寸被放大而沒有按比例 繪$。
在參照單數(shù)名詞使用不定冠詞或定冠詞處，例如"一"、"該"，這 包括該名詞的復(fù)數(shù)形式，除非另外特別說明。
而且，在說明書和權(quán)利要求中的術(shù)語第一、第二、第三等，被用 于在類似物間進(jìn)行區(qū)分，而不是一定描述一種連續(xù)或依時(shí)間次序。應(yīng) 當(dāng)理解如此使用的術(shù)語在適當(dāng)情況下可以互換，并且此處所述的本發(fā) 明的實(shí)施例能夠以除此處所描述或說明的以外的其他順序操作。
而且，在說明書和權(quán)利要求中的術(shù)語頂部、底部、在...上面，在... 下面等被用于描述目的，而未必用于描述相對(duì)位置?？梢岳斫馊绱耸?用的術(shù)語在適當(dāng)情況下可以互換，并且此處所述本發(fā)明的實(shí)施例能夠 以除此處所描述或說明的以外的其他方位操作。
應(yīng)該注意用于本說明書和權(quán)利要求中的術(shù)語"包括"，不應(yīng)當(dāng)被解
釋為只限于其后所列裝置；它不排除其他元件或步驟。因此，"一種 設(shè)備包括裝置A和B "的范圍不應(yīng)該限制為設(shè)備僅僅包括元件A和B 。 其表示關(guān)于本發(fā)明，設(shè)備的唯一相關(guān)部件是A和B。 圖1至3已經(jīng)在說明書的引導(dǎo)部分描述。
在圖4中，示出用于兩種不同測(cè)試樣本的取決于目標(biāo)的傳感器信 號(hào)Si和S2隨時(shí)間的發(fā)展。信號(hào)強(qiáng)度取決于目標(biāo)濃度，其方式取決于 驗(yàn)定法類型。在競(jìng)爭(zhēng)型和抑制型驗(yàn)定法的示例中，信號(hào)S,對(duì)應(yīng)高目 標(biāo)濃度，信號(hào)S2對(duì)應(yīng)低目標(biāo)濃度。在夾層驗(yàn)定法、抗合成物驗(yàn)定法、 或具有阻滯劑的選擇抗體驗(yàn)定法的示例中，則情況相反，即信號(hào)Si 對(duì)應(yīng)比信號(hào)S2更低的目標(biāo)濃度。在對(duì)應(yīng)測(cè)量時(shí)間的時(shí)間間隔tm中， 可以足夠精確地測(cè)量目標(biāo)濃度。圖4中的數(shù)個(gè)小圓表示通過感測(cè)裝置
實(shí)際執(zhí)行的測(cè)量。時(shí)間間隔tm對(duì)應(yīng)感測(cè)裝置產(chǎn)生結(jié)果的時(shí)間。在測(cè)
量開始時(shí)，時(shí)間間隔是感測(cè)表面上的流體，特別是液體的到達(dá)時(shí)間tw。
根據(jù)本發(fā)明，利用第二裝置以高精度測(cè)量時(shí)刻tw。注意到附圖給出了
信號(hào)與時(shí)間或多或少的線性性質(zhì)的示例。在一些情況下，由于例如生 物層的激活時(shí)間，或珠子向傳感器表面的擴(kuò)散時(shí)間或漂移時(shí)間，信號(hào) 能夠更復(fù)雜，例如像更高次多項(xiàng)式。
在磁性生物傳感器中，特定結(jié)合到表面的珠子(或標(biāo)簽)的濃度 的測(cè)量能夠通過存在非結(jié)合的或非特定結(jié)合的珠子(或標(biāo)簽)而被干 擾。因此，最好當(dāng)非結(jié)合或非特定結(jié)合珠子從表面除去時(shí)，選取用于 通過標(biāo)簽濃度測(cè)量目標(biāo)濃度的可靠數(shù)據(jù)點(diǎn)。
因此，能夠以重復(fù)方式應(yīng)用以下順序或循環(huán)
朝表面拉珠子；由此結(jié)合可以發(fā)生，
然后必須從表面拉開珠子，以在特定結(jié)合到表面和非特定結(jié)合或 非結(jié)合珠子之間進(jìn)行區(qū)分。在該磁性"洗滌"步驟后，可以測(cè)量真實(shí)信號(hào)。
圖9中將可預(yù)期的表面敏感信號(hào)示為時(shí)間函數(shù)，并且示出怎樣能 夠得到表面結(jié)合曲線的斜率。在本發(fā)明的上下文中，表面敏感信號(hào)也 稱為取決于目標(biāo)的傳感器信號(hào)S (或圖4中的S,， S2)的原始信號(hào)。 上述順序或循環(huán)被用于確定由點(diǎn)線表示的信號(hào)的斜率。由點(diǎn)線表示的 信號(hào)與取決于目標(biāo)的信號(hào)S相同。因此，該信號(hào)的測(cè)得的斜率導(dǎo)致確 定流體樣本中的目標(biāo)濃度。上述順序或循環(huán)也在圖9中表示，其中參 考標(biāo)記210表示將標(biāo)簽拉向表面的步驟，參考標(biāo)記220表示將標(biāo)簽從 表面拉開的步驟。參考標(biāo)記230表示單個(gè)取樣間隔或圖4中以小圓方 式的"單一測(cè)量"事件。在測(cè)量時(shí)間U期間(參考圖4),需要收集若 干這樣的取樣間隔。
曲線的斜率與標(biāo)簽結(jié)合到傳感器表面的速率成比例。在測(cè)量時(shí)間
tm期間，信號(hào)的平均斜率dS/dt通過信號(hào)S (在tm結(jié)尾)除以測(cè)量時(shí) 間tm給定。目標(biāo)濃度與結(jié)合速率相關(guān)，以取決于驗(yàn)定法的方式。當(dāng)
以高信噪比記錄信號(hào)時(shí)，能夠非常精確地確定目標(biāo)濃度，在通過磁致 電阻生物傳感器探測(cè)的情況下，通過利用高電流能夠?qū)崿F(xiàn)高信噪比。 高電流可以引起發(fā)熱或不可逆改變生物材料。然而，當(dāng)在驗(yàn)定法的終 點(diǎn)測(cè)量信號(hào)，生物材料的發(fā)熱或改變不重要。換句話說，能夠以非常 高的信噪比測(cè)量終點(diǎn)信號(hào)，其提高了目標(biāo)濃度確定的精確度。
圖5示出第二裝置12的輸出信號(hào)A的圖示。在時(shí)間tw，輸出信 號(hào)A強(qiáng)烈變化，這樣使得電子電路(優(yōu)選地集成到感測(cè)裝置的基底 上)能夠準(zhǔn)確地推斷到達(dá)時(shí)間tw，其也稱為感測(cè)表面上的流體的潤(rùn)濕 時(shí)間。
在圖6中，示出系統(tǒng)35和感測(cè)裝置10。本發(fā)明提供一種感測(cè)裝 置10，諸如，例如生物傳感器或生物芯片，其特別是適合用作生物 傳感器陣列，即多個(gè)生物傳感器排列在單一的基底材料上。傳感器或 芯片基底能夠是任何適合的有機(jī)或無機(jī)材料(例如玻璃、塑料、硅、 或這些的組合)的機(jī)械載體。感測(cè)裝置10是根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)35的 一部分。在本發(fā)明的感測(cè)裝置10的優(yōu)選應(yīng)用中，感測(cè)裝置10被用于 路側(cè)通過窗口測(cè)試唾液中濫用藥物的測(cè)試工具包中，用于交通安全。以示例方式，該設(shè)備被用于競(jìng)爭(zhēng)驗(yàn)定法(比較圖2b)。感測(cè)裝置10 包括感測(cè)表面l，在那里具有結(jié)合點(diǎn)2。結(jié)合點(diǎn)2被提供為特定結(jié)合 到俘獲分子3和目標(biāo)6。目標(biāo)6為生物實(shí)體(例如濫用的藥物)，俘 獲分子3是已經(jīng)耦合到標(biāo)簽4的像目標(biāo)的分子。實(shí)體3和6能夠兩者 都結(jié)合到點(diǎn)2，因此這稱為競(jìng)爭(zhēng)驗(yàn)定法形式。設(shè)備還能夠用于抑制驗(yàn) 定法(比較圖2c)，但是為了簡(jiǎn)單，僅僅在該段中解釋競(jìng)爭(zhēng)驗(yàn)定法的 情況。感測(cè)裝置10包括基底20。優(yōu)選的但不是強(qiáng)制的，感測(cè)裝置10 包括集成在第一裝置13中的磁場(chǎng)產(chǎn)生裝置。至少如果沒有磁場(chǎng)產(chǎn)生 裝置設(shè)置在感測(cè)裝置10的基底20中，在本發(fā)明的系統(tǒng)35中通常存 在在感測(cè)裝置10外部的磁場(chǎng)產(chǎn)生設(shè)備40。在圖5中示出的是系統(tǒng)35 的實(shí)施例，其包括位于感測(cè)裝置10的基底20中或上的內(nèi)部磁場(chǎng)產(chǎn)生 裝置，以及在感測(cè)裝置10外部的磁場(chǎng)產(chǎn)生裝置40。系統(tǒng)35進(jìn)一步 包括形成至少通道22或腔體22或類似物的外殼21,用于為包含附 著到標(biāo)簽4的像目標(biāo)的俘獲分子3的流體5，特別是液體，提供足夠 的空間。而且，流體5包括目標(biāo)6。
在另一優(yōu)選實(shí)施例中，圖6的設(shè)備用于抑制驗(yàn)定法形式(比較圖 2c)。在那種情況下，結(jié)合點(diǎn)2是耦合到傳感器表面1的像目標(biāo)的分 子。目標(biāo)6是生物實(shí)體，諸如濫用的藥物及類似物，而俘獲分子3是 能夠特定結(jié)合到目標(biāo)6和像目標(biāo)的結(jié)合點(diǎn)2的生物實(shí)體(例如抗目標(biāo) 抗體)。這稱為抑制驗(yàn)定法形式，因?yàn)槟繕?biāo)6結(jié)合到標(biāo)簽4部分地或 完全地抑制標(biāo)簽4結(jié)合到像目標(biāo)的結(jié)合點(diǎn)2。
從以上兩個(gè)示例清楚的是，該設(shè)備能夠用于多種不同的驗(yàn)定法形 式，例如競(jìng)爭(zhēng)、抑制、置換、夾層驗(yàn)定法。作為已知的現(xiàn)有技術(shù)，生 物化學(xué)和化學(xué)物種(例如目標(biāo)、像目標(biāo)的分子、標(biāo)簽、接合點(diǎn))能夠 被同時(shí)或順序地聚集在一起。為了增強(qiáng)速度，使試劑同時(shí)聚集在一起 是有利的。在后者的情況下，結(jié)合過程的動(dòng)力學(xué)和實(shí)際順序取決于例 如擴(kuò)散和結(jié)合速度。
在感測(cè)裝置10的優(yōu)選實(shí)施例中，電子電路30被設(shè)置在基底20中。 提供電子電路30以收集信號(hào)、或由位于基底20中的磁性傳感器元件 ll收集或測(cè)量的數(shù)據(jù)。在本發(fā)明的可選實(shí)施例中，電子電路30還能夠位于基底20外部。電子電路30還處理由第二裝置12產(chǎn)生或誘發(fā) 的輸出信號(hào)A，其在圖6中僅僅用箭頭12示出。
用作第一裝置13的示例的磁場(chǎng)產(chǎn)生裝置，可以是，例如磁性材料 (旋轉(zhuǎn)或非旋轉(zhuǎn))和/或?qū)w，例如電流線。在所述實(shí)施例中，磁場(chǎng) 產(chǎn)生裝置優(yōu)選地利用電流線產(chǎn)生。標(biāo)簽4的旋轉(zhuǎn)和/或平移運(yùn)動(dòng)的檢 測(cè)可以優(yōu)選地磁性地執(zhí)行?？梢岳眉纱判詡鞲衅髟?1優(yōu)選地 執(zhí)行磁性探測(cè)?？梢允褂枚喾N類型的傳感器元件11,例如霍耳傳感 器、磁致阻抗、SQUID、或任何適當(dāng)?shù)拇判詡鞲衅?。磁性傳感器元?11優(yōu)選地作為一種磁致電阻元件提供，例如GMR或TMR或AMR 傳感器元件11。能夠利用電流線以及集成在感測(cè)裝置10的基底20 中的電流產(chǎn)生裝置提供旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)產(chǎn)生裝置。磁性傳感器元件11可以 具有，例如，細(xì)長(zhǎng)的(狹長(zhǎng)的)帶結(jié)構(gòu)。因此利用流輝集成的電流線 中的電流，將旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)應(yīng)用于磁性標(biāo)簽4。優(yōu)選地，電流線可以以這 樣的方式定位，使得它們?cè)诖判詷?biāo)簽4存在的體積中產(chǎn)生磁場(chǎng)。
在圖7中，示出具有不同可能的第二裝置12的感測(cè)裝置10的示 意圖。在感測(cè)裝置10的基底20上或中，設(shè)置感測(cè)表面1和傳感器元 件11。為了簡(jiǎn)單起見，第一裝置沒有在圖7中示出，而是僅僅示出 第二裝置12的三個(gè)不同實(shí)施例121、 122和123。在第一實(shí)施例中， 第二裝置12被提供為電容感測(cè)裝置121。在第二實(shí)施例中，第二裝 置12被提供為熱感測(cè)裝置122。在第三實(shí)施例中，第二裝置12被提 供為磁性感測(cè)裝置123。根據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施例，感測(cè)裝置10還 能夠包括電容感測(cè)裝置121和/或熱感測(cè)裝置122和/或磁性感測(cè)裝置 123的兩個(gè)或更多結(jié)構(gòu)的形式的第二裝置12。
能夠以兩個(gè)電極(例如電容極板或線)的方式，在感測(cè)表面1上 或在感測(cè)表面l附近，提供電容感測(cè)裝置121。電容極板能夠被提供 為在感測(cè)表面1上或附近的金屬化的區(qū)域?？蛇x地，可以以諸如硅、 多晶硅的半導(dǎo)體材料或任何其它的適當(dāng)材料的區(qū)域的形式提供電容 極板。電容器極板能夠被設(shè)置為基本平行于基底20的平面，其被定 位為在與基底20的平面正交的方向上基本彼此相對(duì)。其優(yōu)點(diǎn)在于重 要樣本量被覆蓋并計(jì)及，用于到達(dá)時(shí)間tw的測(cè)量?？蛇x地，電容極板
能夠在與基本20的平面平行的方向上基本彼此相對(duì)。其優(yōu)點(diǎn)在于電 容極板基本能夠在與感測(cè)表面1相同的平面制造，這降低了感測(cè)裝置 10的制造工藝的復(fù)雜性。
能夠以用作溫度傳感器的電阻抗的形式提供熱感測(cè)裝置122。在 現(xiàn)有技術(shù)中眾所周知，在半導(dǎo)體設(shè)備或其他基底上提供電阻材料，考 慮電導(dǎo)率，該材料顯示出相對(duì)大的溫度系數(shù)。這種材料包括金屬諸如 鉑、鋁、銅、金、合金或其他材料，諸如非晶或多晶半導(dǎo)體?？蛇x地， 介電材料能被使用，通過改變介電性質(zhì)測(cè)量溫度。能夠根據(jù)本發(fā)明實(shí) 現(xiàn)熱感測(cè)裝置122，例如作為具有電阻抗的材料的結(jié)構(gòu)層，例如在感 測(cè)裝置的基底20上或中的像波形的結(jié)構(gòu)。
對(duì)于電容感測(cè)裝置121和熱感測(cè)裝置122,能夠沿流體進(jìn)入感測(cè) 裝置的流動(dòng)方向，在感測(cè)表面1前后或在感測(cè)表面1起始處和結(jié)尾處， 提供感測(cè)裝置的至少兩個(gè)結(jié)構(gòu)121、 122。通過這樣做，能夠仍然以 較高的精度測(cè)量時(shí)間tw,因?yàn)槟軌驈挠呻娙莺?或熱感測(cè)裝置的兩個(gè) 結(jié)構(gòu)121、 122產(chǎn)生或誘發(fā)的信號(hào)推論出在感測(cè)表面1的位置(即生 物進(jìn)程發(fā)生的位置)流體的實(shí)際到達(dá)時(shí)間的準(zhǔn)確估計(jì)，甚至在流體以 低速度到達(dá)感測(cè)裝置的情況下也能夠。
能夠在基底20中或上，以線結(jié)構(gòu)形式提供磁性感測(cè)裝置123，在 可獲得磁性標(biāo)簽4的體積濃度處產(chǎn)生磁場(chǎng)。如果第一裝置13包括磁 場(chǎng)產(chǎn)生裝置，磁性感測(cè)裝置123能夠被集成在第一裝置13中。可選 地，磁性感測(cè)裝置123能夠被從第一裝置13分離。例如，根據(jù)本發(fā) 明，磁性感測(cè)裝置123不僅包括磁場(chǎng)產(chǎn)生裝置(與第一裝置的磁場(chǎng)產(chǎn) 生裝置結(jié)合或分離)而且包括與集成到本發(fā)明的感測(cè)裝置10的傳感 器元件11不同的又一傳感器元件是可能的。通過這種設(shè)置，能夠通 過不同傳感器元件獨(dú)立地并同時(shí)測(cè)量到達(dá)時(shí)間tw和取決于目標(biāo)的信 號(hào)S。根據(jù)本發(fā)明的可選實(shí)施例，兩種測(cè)量還能夠被同一個(gè)或同樣的 傳感器元件影響。利用同樣的電氣元件，能夠提取不同的信號(hào)，例如 利用時(shí)間調(diào)制的電流或電壓。當(dāng)磁性傳感器被以頻率&電激勵(lì)并且相 鄰電流線處于頻率f2時(shí)，由于電容耦合處于ft和f2的信號(hào)有貢獻(xiàn)， 而處于&±f2的信號(hào)與磁性串?dāng)_相關(guān)，例如由于存在磁性粒子。
圖8示出根據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施例的感測(cè)裝置10的示意圖。在基 底20中具有感測(cè)表面1和磁性傳感器元件11。而且，第一磁場(chǎng)產(chǎn)生 裝置131和第二磁場(chǎng)產(chǎn)生裝置132位于感測(cè)元件10的基底20中，一 起產(chǎn)生磁場(chǎng)130。在圖8中能夠看到在磁性傳感器元件11的位置， 由第一和第二磁場(chǎng)產(chǎn)生裝置131、 132產(chǎn)生的磁場(chǎng)的分量補(bǔ)償至少關(guān) 于產(chǎn)生的磁場(chǎng)(磁性傳感器元件ll對(duì)其敏感)的分量。
施加的磁場(chǎng)130是這樣的，使得在標(biāo)簽4上產(chǎn)生扭矩。那樣，標(biāo) 簽4利用磁場(chǎng)130相對(duì)于另一主體(例如另一標(biāo)簽4，感測(cè)表面l， 等)旋轉(zhuǎn)。如上所述，標(biāo)簽4包含現(xiàn)有技術(shù)已知的磁性材料。標(biāo)簽4 可以，例如是非磁性基質(zhì)內(nèi)部的磁珠、磁性粒子、磁棒、 一系列磁性 粒子或磁性材料。能夠由感測(cè)裝置10檢測(cè)與標(biāo)簽4的旋轉(zhuǎn)或運(yùn)動(dòng)自 由度相關(guān)的參數(shù)。根據(jù)本發(fā)明的方法容許高頻率的運(yùn)動(dòng)自由度或旋轉(zhuǎn) 自由度測(cè)量。經(jīng)過這種測(cè)量，在體流體5中的磁性標(biāo)簽濃度與感測(cè)表 面附近的磁性標(biāo)簽濃度之間區(qū)別是可能的。
對(duì)到達(dá)時(shí)間tw的精確認(rèn)識(shí)還能夠用于生物傳感器的其他控制目 的。例如，根據(jù)本發(fā)明的感測(cè)裝置在到達(dá)時(shí)間tw之前以靈敏度規(guī)或校 準(zhǔn)模式運(yùn)行并且在tw之后以靈敏度檢測(cè)模式運(yùn)行是可能的。通過這種 設(shè)置，根據(jù)本發(fā)明的感測(cè)裝置產(chǎn)生更準(zhǔn)確的結(jié)果是可能的。使用到達(dá) 時(shí)間tw的精確認(rèn)識(shí)的另一可能是電流能夠保持為低，例如，以節(jié)省能 量在W之后，電流應(yīng)該被增大以實(shí)現(xiàn)最高可能的測(cè)量靈敏度。而且， W的精確認(rèn)識(shí)能夠被用于最優(yōu)化感測(cè)表面1的熱狀態(tài)在tw之前熱狀 態(tài)不同于W之后，例如因?yàn)榱黧w樣本的導(dǎo)熱性。為了具有最佳的熱狀 態(tài)，這對(duì)在感測(cè)表面上的生物層的穩(wěn)定性和對(duì)快速和特定生物結(jié)合的
最優(yōu)條件有用，通過電流線的最佳加熱應(yīng)該在tw前后不同。
優(yōu)選地，第二裝置——其對(duì)流體在感測(cè)表面上的存在敏感——也 對(duì)氣泡的存在非常敏感。氣泡能夠擾亂生物驗(yàn)定法，從而對(duì)氣泡存在 或不存在的檢測(cè)是對(duì)傳感器數(shù)據(jù)的可靠性的重要檢查。
我們注意到上述發(fā)明能夠與傳感器復(fù)用和/或標(biāo)簽復(fù)用結(jié)合。在傳 感器復(fù)用中，與不同類型的結(jié)合點(diǎn)2—起使用傳感器。而且標(biāo)簽4上 的俘獲分子3能夠是不同的類型。在標(biāo)簽復(fù)用中，使用不同類型的標(biāo)
簽4，例如具有不同尺寸的或不同磁性的標(biāo)簽(
權(quán)利要求
1、一種感測(cè)裝置(10)，用于確定流體(5)中至少一種可極化或已極化磁性標(biāo)簽(4)的濃度，所述感測(cè)裝置(10)包括至少一個(gè)感測(cè)表面(1)，所述感測(cè)表面(1)包括至少一種結(jié)合點(diǎn)(2)，所述結(jié)合點(diǎn)(2)能夠特定附著到至少一種連接到所述磁性標(biāo)簽(4)的生物實(shí)體(3)，所述感測(cè)裝置(10)進(jìn)一步包括至少一個(gè)磁性傳感器元件(11)，所述感測(cè)裝置(10)進(jìn)一步包括用于確定附著于所述結(jié)合點(diǎn)(2)的磁性標(biāo)簽(4)的濃度的第一裝置(13)，以及用于確定流體的到達(dá)時(shí)間的第二裝置(12)。
2、 如權(quán)利要求1所述的感測(cè)裝置(10)，其中所述第二裝置(12) 是電容感測(cè)裝置。
3、 如權(quán)利要求1所述的感測(cè)裝置(10)，其中所述第二裝置(12) 是熱感測(cè)裝置。
4、 如權(quán)利要求1所述的感測(cè)裝置(10)，其中所述第二裝置(12) 是磁性感測(cè)裝置。
5、 如權(quán)利要求1所述的感測(cè)裝置(10)，其中所述第一裝置(13) 包括用于產(chǎn)生磁場(chǎng)(130)的磁場(chǎng)產(chǎn)生裝置(13)。
6、 如權(quán)利要求5所述的感測(cè)裝置(10)，其中所述第一裝置(13) 包括位于一個(gè)磁性傳感器元件(11)的各側(cè)的兩個(gè)磁場(chǎng)產(chǎn)生裝置(131、 m)。
7、 如權(quán)利要求5所述的感測(cè)裝置(10)，其中所述磁場(chǎng)產(chǎn)生裝置 (13)是位于所述感測(cè)裝置(10)上的二維線結(jié)構(gòu)。
8、 如權(quán)利要求5所述的感測(cè)裝置(10)，其中所述磁場(chǎng)產(chǎn)生裝置 (13)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)(130)。
9、 如權(quán)利要求5所述的感測(cè)裝置(10)，其中所述磁場(chǎng)產(chǎn)生裝置 (13)產(chǎn)生單向磁場(chǎng)(130)。
10、 如權(quán)利要求1所述的感測(cè)裝置(10)，其中所述磁性傳感器 元件(11)是磁致電阻傳感器元件，優(yōu)選為AMR、 GMR或TMR傳感器元件。
11、 如權(quán)利要求1所述的感測(cè)裝置(10)，其中將所述磁性標(biāo)簽 (4)作為磁珠提供。
12、 一種系統(tǒng)(35)，用于確定流體(5)中至少一種可極化或己 極化磁性標(biāo)簽(4)的濃度，所述系統(tǒng)(35)包括如權(quán)利要求1所述 的磁致電阻感測(cè)裝置(10)。
13、 如權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)(35)，進(jìn)一步包括檢測(cè)磁性傳感 器元件(11)的磁致電阻變化的電子電路(30)，所述電子電路(30) 存在于所述基底(20)中。
14、 如權(quán)利要求12或13所述的系統(tǒng)(35)，進(jìn)一步包括用于產(chǎn) 生磁場(chǎng)的外部磁場(chǎng)產(chǎn)生裝置(40)。
15、 一種方法，用于利用如權(quán)利要求1所述的感測(cè)裝置(10)確 定流體(5)中至少一種可極化或已極化磁性標(biāo)簽(4)的濃度，所 述方法包括步驟一在所述感測(cè)表面(1)上提供包括磁性標(biāo)簽(4)的流體(5)， 一確定所述流體的到達(dá)時(shí)間， 一確定附著到所述結(jié)合點(diǎn)(2)的所述磁性標(biāo)簽(4)的濃度。
16、如權(quán)利要求15所述的方法，其中所述流體的到達(dá)時(shí)間的磁 性確定以及附著到所述結(jié)合點(diǎn)(2)的所述磁性標(biāo)簽(4)的濃度的 確定是利用在體流體中的標(biāo)簽(4)與附著到所述結(jié)合點(diǎn)(2)的標(biāo) 簽(4)的旋轉(zhuǎn)和/或平移機(jī)動(dòng)性之間的差別來執(zhí)行的。
全文摘要
本發(fā)明提供一種方法、一種設(shè)備和一種系統(tǒng)，用于確定流體中至少一種可極化或已極化磁性標(biāo)簽的濃度，感測(cè)表面包括至少一種能夠特定附著到至少一種連接到磁性標(biāo)簽的生物實(shí)體的結(jié)合點(diǎn)，所述感測(cè)裝置進(jìn)一步包括至少一個(gè)磁性傳感器元件，所述感測(cè)裝置進(jìn)一步包括用于確定附著于結(jié)合點(diǎn)的磁性標(biāo)簽的濃度的第一裝置，以及用于確定流體的到達(dá)時(shí)間的第二裝置。
文檔編號(hào)G01N33/543GK101198871SQ200680021321
公開日2008年6月11日 申請(qǐng)日期2006年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月17日
發(fā)明者M·W·J·普林斯 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司