專利名稱：多樣品磁敏傳感器陣列生物芯片測試儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及生物技術(shù)領(lǐng)域中的磁敏生物芯片測試儀，特別是霍爾器件、 巨磁阻和磁隧道陣列生物芯片讀出(測試)儀。應(yīng)用于化學(xué)、生物靶標(biāo)分子、 細(xì)胞、微生物等的測試。
背景技術(shù)：
磁敏傳感器是傳感器產(chǎn)品的一個(gè)重要組成部分，磁敏傳感器已經(jīng)得到廣
泛的應(yīng)用，如電腦硬盤中的磁存儲(chǔ)器、汽車中的角度傳感器等。直到1998 年baselt等人首次報(bào)道了利用標(biāo)記生物分子的磁顆粒和巨磁阻(GMR)傳感器 探測生物靶標(biāo)分子的研究并公開了專利(US 5981297)，由此開創(chuàng)了磁敏傳 感器在生物技術(shù)領(lǐng)域應(yīng)用研究的先例。磁敏生物傳感器測試生物分子的原理 是檢測生物功能化的微米或納米尺度磁顆粒。即在傳感器表面修飾上能夠識(shí) 別靶標(biāo)分子的抗體或抗原，樣品中的靶標(biāo)分子與之特異性結(jié)合，然后標(biāo)記有 抗體或抗原的順磁顆粒識(shí)別靶標(biāo)分子形成夾心結(jié)構(gòu)的復(fù)合物，被固定在傳感 器表面，沒有被捕捉住的磁顆粒被移走，施加電磁場，通過對(duì)順磁顆粒數(shù)量 的檢測確定靶標(biāo)分子的含量。
在過去的10年里的研究顯示，磁敏生物傳感器具有低成本、快速、高靈 敏度、高通量檢測的特點(diǎn)，目前磁電子學(xué)已經(jīng)顯現(xiàn)出作為開發(fā)生物傳感器芯 片的新平臺(tái)技術(shù)的優(yōu)勢。在2006年5月生物芯片多倫多國際會(huì)議上，荷蘭 Philips公司的研究人員報(bào)道，世界上已經(jīng)有30多個(gè)研究組從事磁敏生物傳感 器研究開發(fā)。
在國內(nèi)也有三篇專利與磁敏傳感器有關(guān)，韓國姜熙福等人"生物傳感器 及傳感單元陣列"(申請?zhí)?00310113330)中提出了采用磁性隧道結(jié) (magnetic Tunnel Junction, MTJ)或巨磁阻(Giant Magnetoresistance,簡 稱GMR)器件作為生物傳感器單元的想法，陳超等人在專利"磁隧道結(jié)生物芯 片載體和采用該載體的芯片及制作方法和對(duì)生物分子進(jìn)行檢測的方法"(申請
號(hào)02139363)中提出了磁性隧道結(jié)作為生物芯片載體的想法，王磊等人在專 利"高靈敏度巨磁電阻和隧穿磁電阻(Tunneling magnetoresistance, TMR) 生物傳感器"(申請?zhí)?00510005035.5)中提出利用塑料保護(hù)層代替氮化硅 保護(hù)層的想法。
雖然己經(jīng)有文獻(xiàn)報(bào)道磁敏傳感器生物芯片，但是很少有文獻(xiàn)報(bào)道磁敏生 物傳感器生物芯片所使用的測試裝置，特別是適合于多樣品測試的全自動(dòng)測 試儀器的相關(guān)報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
為了使磁敏生物傳感器生物芯片使用更方便，實(shí)現(xiàn)多樣品快速準(zhǔn)確的測 試，非常有必要開發(fā)一套相應(yīng)的全自動(dòng)測試儀器。本發(fā)明的目的是揭示磁敏 傳感器生物芯片多樣品檢測系統(tǒng)，提供一種檢測靈敏度高、檢測設(shè)備簡單、 對(duì)磁敏傳感生物芯片進(jìn)行測量的多樣品磁敏傳感器陣列生物芯片全自動(dòng)化測 試儀。
本發(fā)明的多樣品磁敏傳感器陣列生物芯片測試儀，如圖1所示，包括 多樣品生物芯片樣品舟，芯片操縱及信息選取電子裝置，芯片尋址器，磁場 產(chǎn)生與控制裝置，微處理器或微型電子計(jì)算機(jī)。
一多樣品生物芯片樣品舟上的信號(hào)輸入口通過電導(dǎo)線與芯片操縱及信息 選取電子裝置的一信號(hào)輸出口連接，多樣品生物芯片樣品舟上的信號(hào)輸出口 通過電導(dǎo)線與芯片操縱及信息選取電子裝置的一信號(hào)輸入口連接；
芯片操縱及信息選取電子裝置上的另兩個(gè)信號(hào)輸入口分別通過電導(dǎo)線與 芯片尋址器及微處理器或微型電子計(jì)算機(jī)的信號(hào)輸出口連接，芯片操縱及信 息選取電子裝置上的另一信號(hào)輸出口通過電導(dǎo)線與微處理器或微型電子計(jì)算
機(jī)的一信號(hào)輸入口連接；
微處理器或微型電子計(jì)算機(jī)上還帶有的信號(hào)輸出口分別通過電導(dǎo)線與芯 片尋址器及磁場產(chǎn)生與控制裝置連接。
本發(fā)明中所涉及的各種裝置及器件均為商品化產(chǎn)品或是現(xiàn)有技術(shù)產(chǎn)品， 所述的電導(dǎo)線是多導(dǎo)線。
本發(fā)明中涉及的多樣品生物芯片樣品舟是用于生化或化學(xué)物質(zhì)、細(xì)胞、微生物等的反應(yīng)檢測區(qū)。多樣品生物芯片樣品舟中裝載有磁敏傳感生物芯片， 磁敏傳感生物芯片能夠方便地與本發(fā)明中的芯片操縱及信息選取電子裝置連 接，而且多樣品生物芯片樣品舟中有溶液微通道，能夠使多樣品生物芯片樣 品舟上的生化反應(yīng)更容易進(jìn)行，提高反應(yīng)靈敏度。多樣品生物芯片樣品舟的具體結(jié)構(gòu)與功能參見專利申請?zhí)?00710178391.6 。
所述的芯片操縱及信息選取電子裝置通過電導(dǎo)線與多樣品生物芯片樣品 舟的連接，是通過電導(dǎo)線與多樣品生物芯片樣品舟襯底的側(cè)面的電接觸點(diǎn)與 多樣品生物芯片樣品舟中裝載的磁敏傳感器生物芯片連接。
本發(fā)明的多樣品磁敏傳感器陣列生物芯片測試儀，其所述的電導(dǎo)線與多 樣品生物芯片樣品舟中裝載的磁敏傳感器生物芯片連接，使芯片操縱及信息 選取電子裝置在微處理器或微型電子計(jì)算機(jī)的控制下，芯片操縱及信息選取 電子裝置給磁敏傳感器生物芯片電路提供電源和時(shí)鐘信號(hào)，測試多樣品生物 芯片樣品舟中裝載的磁敏傳感器生物芯片中所存儲(chǔ)的信息(感應(yīng)到的信息)， 對(duì)所測得的信息進(jìn)行模擬數(shù)碼轉(zhuǎn)換。
由于多樣品生物芯片樣品舟上有多個(gè)磁敏傳感器生物芯片。所述的測試 多樣品生物芯片樣品舟中裝載的磁敏傳感器生物芯片中所存儲(chǔ)的信息，是使 芯片尋址器根據(jù)微處理器或微型電子計(jì)算機(jī)的指令查找并定位多樣品生物芯 片樣品舟中磁敏傳感器生物芯片；微處理器或微型電子計(jì)算機(jī)將磁敏傳感器 生物芯片的地址信息，經(jīng)微處理器或微型電子計(jì)算機(jī)上的信號(hào)輸出口，通過 電導(dǎo)線輸送給磁場產(chǎn)生與控制裝置。
磁場產(chǎn)生與控制裝置由電磁鐵電源、電磁鐵位置調(diào)整電子機(jī)械裝置和電 磁鐵組成。所述的微處理器或微型電子計(jì)算機(jī)上的信號(hào)輸出口通過電導(dǎo)線與 磁場產(chǎn)生與控制裝置連接，是與組成磁場產(chǎn)生與控制裝置中的電磁鐵電源、 電磁鐵位置調(diào)整電子機(jī)械裝置的信號(hào)輸入口連接；電磁鐵電源通過電導(dǎo)線與 組成磁場產(chǎn)生與控制裝置中的電磁鐵連接；電磁鐵位置調(diào)整電子機(jī)械裝置與 電磁鐵機(jī)械連接，以調(diào)整電磁鐵平行移動(dòng)，使電磁鐵根據(jù)指令移動(dòng)到被測量 磁敏傳感器生物芯片位置；所述的電磁鐵電源與微處理器或微型電子計(jì)算機(jī) 及電磁鐵連接，使電磁鐵電源根據(jù)要求提供給電磁鐵一定強(qiáng)度的正電流或負(fù) 電流，使電磁鐵在多樣品生物芯片樣品舟中的任意區(qū)域產(chǎn)生正磁場或負(fù)磁場。 在本發(fā)明中，電磁鐵由電磁體器件構(gòu)成。
本發(fā)明的測試儀中有方向調(diào)整電子機(jī)械裝置，方向調(diào)整電子機(jī)械裝置的信號(hào)輸入口通過電導(dǎo)線與微處理器或微型電子計(jì)算機(jī)上的信號(hào)輸出口連接， 并且方向調(diào)整電子機(jī)械裝置與多樣品生物芯片樣品舟機(jī)械連接，以調(diào)整多樣 品生物芯片樣品舟的傾斜角度；方向調(diào)整電子機(jī)械裝置與組成磁場產(chǎn)生與控 制裝置中的電磁鐵機(jī)械連接，以調(diào)整電磁鐵角度；同時(shí)組成磁場產(chǎn)生與控制 裝置中的電磁鐵電源與微處理器或微型電子計(jì)算機(jī)及電磁鐵連接，使電磁鐵 電源根據(jù)要求提供給電磁鐵正電流或負(fù)電流，使電磁鐵在多樣品生物芯片樣 品舟中的任意區(qū)域產(chǎn)生正磁場或負(fù)磁場。方向調(diào)整電子機(jī)械裝置不同時(shí)調(diào)整 電磁鐵和多樣品生物芯片樣品舟。
所述的電磁鐵方向調(diào)整電子機(jī)械裝置的信號(hào)輸入口通過電導(dǎo)線與微處理 器或微型電子計(jì)算機(jī)上的信號(hào)輸出口連接，電磁鐵方向調(diào)整電子機(jī)械裝置與 電磁鐵連接，用于根據(jù)微處理器或微型電子計(jì)算機(jī)的指令調(diào)節(jié)電磁鐵的方向 以使磁場與多樣品生物芯片樣品舟中所述的磁敏傳感器生物芯片垂直。當(dāng)外 加磁場和磁敏傳感器生物芯片垂直時(shí)，該外加磁場對(duì)某些磁敏傳感器生物芯 片(如巨磁阻器件或磁隧道效應(yīng)MTJ器件)不產(chǎn)生任何影響，但卻能磁化磁 顆粒。被磁化的磁顆粒產(chǎn)生的磁場對(duì)所述的磁敏傳感器生物芯片產(chǎn)生影響， 使磁敏傳感器生物芯片產(chǎn)生信號(hào)，顯示磁顆粒的存在。如果外加磁場與磁敏 傳感器生物芯片表面不垂直，該磁場會(huì)使所述的磁敏傳感器生物芯片產(chǎn)生背 景信號(hào)，干擾磁顆粒產(chǎn)生的信號(hào)。
本發(fā)明中的磁鐵位置調(diào)整電子機(jī)械裝置的信號(hào)輸入口通過電導(dǎo)線與微處 理器或微型電子計(jì)算機(jī)上的信號(hào)輸出口連接，磁鐵位置調(diào)整電子機(jī)械裝置與 電磁鐵機(jī)械連接，用于根據(jù)微處理器或微型電子計(jì)算機(jī)發(fā)出的指令調(diào)整多樣 品生物芯片樣品舟的傾斜角度，以使磁場與所述的磁敏傳感器生物芯片垂直、 平行或轉(zhuǎn)一定的角度。
微處理器或微型電子計(jì)算機(jī)帶有輸入(輸入樣品信息、測試順序、測試 條件、數(shù)據(jù)報(bào)告模式等)，及輸出(報(bào)告測試結(jié)果)的用戶界面，用于接收用 戶指令，控制協(xié)調(diào)各功能塊的運(yùn)轉(zhuǎn)，對(duì)所測得的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理(如平均，過 濾，去噪音，去背景噪音，提取用戶可應(yīng)用之最后信息)。
上述多樣品生物芯片樣品舟上可以同時(shí)檢測2個(gè)或2個(gè)以上的樣品。在 多樣品生物芯片樣品舟上可以有一個(gè)或數(shù)個(gè)參照磁敏傳感器生物芯片做為參 照芯片。所述的參照磁敏傳感器生物芯片上不雜交磁顆粒，參照磁敏傳感器 生物芯片可以提供磁場方向信息和提供背景信息，所產(chǎn)生的信號(hào)僅被用作參 考。舉例來說，有外加磁場時(shí)，如參照磁敏傳感器生物芯片產(chǎn)生信號(hào)，那就表示磁場與磁敏傳感器生物芯片不垂直，需要調(diào)整。該磁敏傳感器生物芯片 最好位于多樣品生物芯片樣品舟的中心和四個(gè)角，也可以位于多樣品生物芯 片樣品舟上任意位置。
所述的被測量磁敏傳感器生物芯片表面修飾有功能性官能團(tuán)，用于檢測 樣品中的耙標(biāo)分子、細(xì)胞、微生物等化學(xué)或生物科學(xué)領(lǐng)域的特定成分。
所述的參照磁敏傳感器生物芯片或磁敏傳感器生物芯片包括CMOS電路和 磁隧道效應(yīng)器件集成芯片(Magnetic Tunneling Junction Device), CMOS電 路和巨磁阻器件集成芯片，CMOS電路和霍爾(Hall Effect)器件集成芯片。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)或積極效果本發(fā)明提供了一個(gè)測試磁敏傳感器生物芯片 的全自動(dòng)測試儀。此測試儀采用的多樣品生物芯片樣品舟內(nèi)能同時(shí)布置多個(gè) 磁敏傳感器生物芯片，形成陣列磁敏傳感器生物芯片檢測多樣品生物芯片樣 品舟，以此來降低操作復(fù)雜程度，提高檢測速度，改進(jìn)重復(fù)性，提高檢測通 量。高靈敏度磁敏傳感器生物芯片和微流體系統(tǒng)的結(jié)合可以很大程度地提高 檢測靈敏度。本發(fā)明的合理結(jié)構(gòu)，使本發(fā)明的測試儀實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化操作，使 用方便，有效地提高了測試儀器的性能。


圖1.本發(fā)明實(shí)施例1、 2和3的多樣品磁敏傳感器陣列生物芯片測試儀構(gòu) 造示意圖。
圖2.本發(fā)明實(shí)施例1的多樣品磁敏傳感器陣列生物芯片測試儀中的生物 芯片樣品舟結(jié)構(gòu)正視示意圖。
圖3.本發(fā)明實(shí)施例1的多樣品磁敏傳感器陣列生物芯片測試儀中的生物 芯片樣品舟結(jié)構(gòu)的立體分解圖。
圖4.本發(fā)明實(shí)施例1的多樣品磁敏傳感器陣列生物芯片測試儀中的生物 芯片樣品舟結(jié)構(gòu)背面接線圖。
圖5.本發(fā)明實(shí)施例1的多樣品磁敏傳感器陣列生物芯片測試儀運(yùn)轉(zhuǎn)程序圖。
圖6.本發(fā)明實(shí)施例2的多樣品磁敏傳感器陣列生物芯片測試儀運(yùn)轉(zhuǎn)程序圖。
附圖標(biāo)記
01.生物芯片樣品舟 02.溶液儲(chǔ)池層200710178943.3
03.襯底 04.襯底正面
05. 襯底背面 2.芯片操縱及信息選取電子裝置
3.芯片尋址器 4.磁場產(chǎn)生與控制裝置
41.電磁鐵電源 42.電磁鐵位置調(diào)整電子機(jī)械裝置
43.電磁鐵5.方向調(diào)整電子機(jī)械裝置
6. 微處理器或微型電子計(jì)算機(jī)7.用戶界面
ll.溶液儲(chǔ)池 12.溶液通道的開口
13.溶液微通道 14.廢棄溶液流出口
15.磁敏傳感器生物芯片 16.電導(dǎo)線
17.電接觸點(diǎn)
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1.
請參見圖1 4，可以同時(shí)測試24種樣品的生物芯片樣品舟基本結(jié)構(gòu)如 圖2 4所示。生物芯片樣品舟01用于生化或化學(xué)物質(zhì)、細(xì)胞、微生物等的 反應(yīng)檢測區(qū)。所述的生物芯片樣品舟Ol由帶有溶液儲(chǔ)池11和溶液微通道13
(坐落在溶液儲(chǔ)池下面)的溶液儲(chǔ)池層02和襯底03組成；其是在襯底03 上封裝著一層作為溶液儲(chǔ)池層02的材料，以形成帶有溶液儲(chǔ)池11和溶液微 通道13的溶液儲(chǔ)池層。溶液儲(chǔ)池層02的一面構(gòu)造有溶液儲(chǔ)池11陣列，另一 面構(gòu)造有溶液微通道13陣列，且每一個(gè)溶液儲(chǔ)池11和一個(gè)對(duì)應(yīng)的溶液微通 道13相連通；溶液儲(chǔ)池11和在襯底03上的廢棄溶液流出口 14通過上述溶 液微通道13相連通。襯底03和溶液儲(chǔ)池層02對(duì)準(zhǔn)密封后，每一個(gè)溶液微通 道13的一端和一個(gè)對(duì)應(yīng)的溶液儲(chǔ)池11相連，另一端和一個(gè)對(duì)應(yīng)的構(gòu)造在前 述襯底03上的廢棄溶液流出口 14連接；每一個(gè)被焊接在襯底03上的磁敏傳 感器生物芯片15被密封在溶液微通道13內(nèi)。被注入到溶液儲(chǔ)池11中的溶液 通過溶液儲(chǔ)池11的溶液通道的開口 12進(jìn)入前述溶液微通道13中，流過磁敏 傳感器生物芯片15并從廢棄溶液流出口 14流出；從廢棄溶液流出口 14流出 的溶液是廢液，可以用任何容器接收。溶液流經(jīng)磁敏傳感器生物芯片表面時(shí)， 和磁敏傳感器生物芯片表面的生物或化學(xué)成分發(fā)生反應(yīng)、接受檢測。在襯底 正面04固定有磁敏傳感器生物芯片15 (坐落在溶液儲(chǔ)池層02中的微通道 內(nèi))，襯底的背面05焊接有連接電導(dǎo)線16，電導(dǎo)線16分別與磁敏傳感器生物芯片15和在襯底的一邊或幾個(gè)邊上焊有的電接觸點(diǎn)17連接，電接觸點(diǎn)17 通過連接電導(dǎo)線與芯片操縱及信息選取電子裝置2連接。
襯底03為有一定硬度的材料，如有機(jī)玻璃，聚碳酸酯，聚丙烯，尼龍， 聚四氟乙烯，聚醚醚酮或硅橡膠等。在襯底之上封裝的溶液儲(chǔ)室層材料與襯 底材料可以相同也可以不同。
多樣品生物芯片樣品舟Ol中的磁敏傳感器生物芯片15的信號(hào)輸入口通 過襯底側(cè)面的電接觸點(diǎn)17和電導(dǎo)線與芯片操縱及信息選取電子裝置2的一信 號(hào)輸出口連接，多樣品生物芯片樣品舟中的磁敏傳感器生物芯片15的信號(hào)輸 出口通過襯底側(cè)面的另一電接觸點(diǎn)17和電導(dǎo)線與芯片操縱及信息選取電子 裝置2的一信號(hào)輸入口連接；芯片操縱及信息選取電子裝置2上的另兩個(gè)信 號(hào)輸入口分別通過電導(dǎo)線與芯片尋址器3及微處理器或微型電子計(jì)算機(jī)6的 信號(hào)輸出口連接，芯片操縱及信息選取電子裝置2上的另一信號(hào)輸出口通過 電導(dǎo)線與微處理器或微型電子計(jì)算機(jī)6的一信號(hào)輸入口連接；芯片操縱及信 息選取電子裝置2用于多樣品生物芯片樣品舟上的多個(gè)被測量磁敏傳感器生 物芯片15電路提供電源和操控信號(hào)，測量多個(gè)被測量磁敏傳感器生物芯片中 所存儲(chǔ)的信息，對(duì)所測得的信息進(jìn)行模擬數(shù)碼轉(zhuǎn)換。
微處理器或微型電子計(jì)算機(jī)上還帶有的信號(hào)輸出口分別通過電導(dǎo)線與芯 片尋址器及磁場產(chǎn)生與控制裝置連接，所述的磁場產(chǎn)生與控制裝置由電磁鐵 電源41、電磁鐵位置調(diào)整電子機(jī)械裝置42和電磁鐵43組成。
由于多樣品生物芯片樣品舟Ol上有多個(gè)磁敏傳感器生物芯片15，所述的 芯片尋址器3與微處理器或微型電子計(jì)算機(jī)6連接，使芯片尋址器根據(jù)微處 理器或微型電子計(jì)算機(jī)的指令査找并定位多樣品生物芯片樣品舟中多個(gè)被測 量磁敏傳感器生物芯片；微處理器或微型電子計(jì)算機(jī)將多個(gè)被測量磁敏傳感 器生物芯片的地址信息，經(jīng)微處理器或微型電子計(jì)算機(jī)上的信號(hào)輸出口，通 過電導(dǎo)線輸送給組成磁場產(chǎn)生與控制裝置4中的電磁鐵位置調(diào)整電子機(jī)械裝 置42，電磁鐵位置調(diào)整電子機(jī)械裝置42與電磁鐵機(jī)械連接接觸，電磁鐵位置 調(diào)整電子機(jī)械裝置42將電磁鐵43平行移動(dòng)到待測磁敏傳感器生物芯片位置。
所述的電磁鐵電源41的信號(hào)輸入口通過電導(dǎo)線與微處理器或微型電子計(jì) 算機(jī)6的信號(hào)輸出口連接，通過電導(dǎo)線與電磁鐵43連接，并使電磁鐵電源根 據(jù)要求提供給電磁鐵一定強(qiáng)度的正電流或負(fù)電流，使電磁鐵在多樣品生物芯 片樣品舟中的任意區(qū)域產(chǎn)生正磁場或負(fù)磁場。
在多樣品生物芯片樣品舟上可以有一個(gè)或數(shù)個(gè)參照磁敏傳感器生物芯片做為參照芯片。所述的參照磁敏傳感器生物芯片上不雜交磁顆粒，參照磁敏 傳感器生物芯片可以提供磁場方向信息和提供背景信息，所產(chǎn)生的信號(hào)僅被 用作參考。
所述的參照磁敏傳感器生物芯片或磁敏傳感器生物芯片是CMOS電路和磁 隧道效應(yīng)器件集成芯片，并在CM0S電路和磁隧道效應(yīng)器件集成芯片表面修飾 有功能性官能團(tuán)，用于檢測樣品中的靶標(biāo)分子、細(xì)胞、微生物等化學(xué)或生物 科學(xué)領(lǐng)域的特定成分。
微處理器或微型電子計(jì)算機(jī)帶有輸入及輸出的用戶界面7，用于接收用戶 指令，控制協(xié)調(diào)各功能塊的運(yùn)轉(zhuǎn)，對(duì)所測得的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，多樣品磁敏傳 感器陣列生物芯片測試儀運(yùn)轉(zhuǎn)程序如圖5所示。
實(shí)施例2.
結(jié)構(gòu)基本同實(shí)施例l，只是在測試儀中有方向調(diào)整電子機(jī)械裝置5，方向 調(diào)整電子機(jī)械裝置5的信號(hào)輸入口通過電導(dǎo)線與微處理器或微型電子計(jì)算機(jī)6 上的信號(hào)輸出口連接，并且方向調(diào)整電子機(jī)械裝置與多樣品生物芯片樣品舟 Ol機(jī)械連接，以調(diào)整多樣品生物芯片樣品舟的傾斜角度；方向調(diào)整電子機(jī)械 裝置與組成磁場產(chǎn)生與控制裝置中的電磁鐵43機(jī)械連接，以調(diào)整電磁鐵角度； 同時(shí)組成磁場產(chǎn)生與控制裝置4中的電磁鐵電源41與微處理器或微型電子計(jì) 算機(jī)及電磁鐵連接，使電磁鐵電源根據(jù)要求提供給電磁鐵正電流或負(fù)電流， 使電磁鐵在多樣品生物芯片樣品舟中的任意區(qū)域產(chǎn)生正磁場或負(fù)磁場。方向 調(diào)整電子機(jī)械裝置不同時(shí)調(diào)整電磁鐵和多樣品生物芯片樣品舟。
磁敏傳感器生物芯片為CMOS電路和巨磁阻器件集成芯片，并在CMOS電 路和巨磁阻器件集成芯片表面修飾有功能性官能團(tuán)，用于檢測樣品中的靶標(biāo) 分子、細(xì)胞、微生物等化學(xué)或生物科學(xué)領(lǐng)域的特定成分。
多樣品磁敏傳感器陣列生物芯片測試儀運(yùn)轉(zhuǎn)程序如圖6所示。
權(quán)利要求
1.一種多樣品磁敏傳感器陣列生物芯片測試儀，包括多樣品生物芯片樣品舟，芯片操縱及信息選取電子裝置，芯片尋址器，磁場產(chǎn)生與控制裝置，微處理器或微型電子計(jì)算機(jī)；其特征是一多樣品生物芯片樣品舟上的信號(hào)輸入口通過電導(dǎo)線與芯片操縱及信息選取電子裝置的一信號(hào)輸出口連接，多樣品生物芯片樣品舟上的信號(hào)輸出口通過電導(dǎo)線與芯片操縱及信息選取電子裝置的一信號(hào)輸入口連接；芯片操縱及信息選取電子裝置上的另兩個(gè)信號(hào)輸入口分別通過電導(dǎo)線與芯片尋址器及微處理器或微型電子計(jì)算機(jī)的信號(hào)輸出口連接，芯片操縱及信息選取電子裝置上的另一信號(hào)輸出口通過電導(dǎo)線與微處理器或微型電子計(jì)算機(jī)的一信號(hào)輸入口連接；微處理器或微型電子計(jì)算機(jī)上還帶有的信號(hào)輸出口分別通過電導(dǎo)線與芯片尋址器及磁場產(chǎn)生與控制裝置連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的測試儀，其特征是所述的芯片操縱及信息選 取電子裝置通過電導(dǎo)線與多樣品生物芯片樣品舟的連接，是通過電導(dǎo)線與多 樣品生物芯片樣品舟中裝載的磁敏傳感器生物芯片連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的測試儀，其特征是所述的電導(dǎo)線與多樣品生 物芯片樣品舟中裝載的磁敏傳感器生物芯片連接，使芯片操縱及信息選取電 子裝置在微處理器或微型電子計(jì)算機(jī)的控制下給磁敏傳感器生物芯片電路提 供電源和時(shí)鐘信號(hào)，測試多樣品生物芯片樣品舟中裝載的磁敏傳感器生物芯 片中所存儲(chǔ)的信息，對(duì)所測得的信息進(jìn)行模擬數(shù)碼轉(zhuǎn)換。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的測試儀，其特征是所述的測試多樣品生物芯 片樣品舟中裝載的磁敏傳感器生物芯片中所存儲(chǔ)的信息，是使芯片尋址器根 據(jù)微處理器或微型電子計(jì)算機(jī)的指令査找并定位多樣品生物芯片樣品舟中磁 敏傳感器生物芯片;微處理器或微型電子計(jì)算機(jī)將磁敏傳感器生物芯片的地 址信息，經(jīng)微處理器或微型電子計(jì)算機(jī)上的信號(hào)輸出口，通過電導(dǎo)線輸送給 磁場產(chǎn)生與控制裝置。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的測試儀，其特征是所述的微處理器或微 型電子計(jì)算機(jī)上的信號(hào)輸出口通過電導(dǎo)線與磁場產(chǎn)生與控制裝置連接，是與 組成磁場產(chǎn)生與控制裝置中的電磁鐵電源、電磁鐵位置調(diào)整電子機(jī)械裝置的信號(hào)輸入口連接；電磁鐵電源通過電導(dǎo)線與組成磁場產(chǎn)生與控制裝置中的電 磁鐵連接；電磁鐵位置調(diào)整電子機(jī)械裝置與電磁鐵機(jī)械連接，以調(diào)整電磁鐵 平行移動(dòng)，使電磁鐵根據(jù)指令移動(dòng)到被測量磁敏傳感器生物芯片位置。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的測試儀，其特征是所述的電磁鐵電源與微處 理器或微型電子計(jì)算機(jī)及電磁鐵連接，使電磁鐵電源根據(jù)要求提供給電磁鐵 正電流或負(fù)電流，使電磁鐵在多樣品生物芯片樣品舟中的任意區(qū)域產(chǎn)生正磁 場或負(fù)磁場。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的測試儀，其特征是所述的測試儀中有方向調(diào)整電子機(jī)械裝置，方向調(diào)整電子機(jī)械裝置的信號(hào)輸入口通過電導(dǎo)線與微處理器或微型電子計(jì)算機(jī)上的信號(hào)輸出口連接，并且方向調(diào)整電子機(jī)械裝置與多樣品生物芯片樣品舟機(jī)械連接，以調(diào)整多樣品生物芯片樣品舟的傾斜角度； 方向調(diào)整電子機(jī)械裝置與組成磁場產(chǎn)生與控制裝置中的電磁鐵機(jī)械連接，以調(diào)整電磁鐵角度。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的測試儀，其特征是所述的組成磁場產(chǎn)生與控 制裝置中的電磁鐵電源與微處理器或微型電子計(jì)算機(jī)及電磁鐵連接，使電磁鐵電源根據(jù)要求提供給電磁鐵正電流或負(fù)電流，使電磁鐵在多樣品生物芯片 樣品舟中的任意區(qū)域產(chǎn)生正磁場或負(fù)磁場。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1、 2、 3、 4、 6、 7或8所述的測試儀，其特征是所述的多樣品生物芯片樣品舟上有一個(gè)或數(shù)個(gè)參照磁敏傳感器生物芯片；所述的 參照磁敏傳感器生物芯片上不雜交磁顆粒，所產(chǎn)生的信號(hào)僅被用作參考。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的測試儀，其特征是所述的參照磁敏傳感器生物芯片是CMOS電路和磁隧道效應(yīng)器件集成芯片、CMOS電路和f:':磁阻器件集成芯片或CMOS電路和霍爾器件集成芯片。
11. 根據(jù)權(quán)利要求2、 3或4所述的測試儀，其特征是所述的磁敏傳感器生物芯片表面修飾有功能性官能團(tuán)。
12. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的測試儀，其特征是所述的磁敏傳感器生物芯片表面修飾有功能性官能團(tuán)。
13. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的測試儀，其特征是所述的磁敏傳感器生物芯片是CMOS電路和磁隧道效應(yīng)器件集成芯片、CMOS電路和巨磁阻器件集成芯片或CMOS電路和霍爾器件集成芯片。
14. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的測試儀，其特征是所述的磁敏傳感器生物芯片是CMOS電路和磁隧道效應(yīng)器件集成芯片、CMOS電路和巨磁阻器件集成 芯片或CMOS電路和霍爾器件集成芯片。
全文摘要
本發(fā)明涉及生物技術(shù)領(lǐng)域中的多樣品磁敏傳感器陣列生物芯片測試儀。一多樣品生物芯片樣品舟上的信號(hào)輸入口分別通過電導(dǎo)線與芯片操縱及信息選取電子裝置的一信號(hào)輸出口連接，信號(hào)輸出口通過電導(dǎo)線與芯片操縱及信息選取電子裝置的一信號(hào)輸入口連接；芯片操縱及信息選取電子裝置上的另兩個(gè)信號(hào)輸入口分別通過電導(dǎo)線與芯片尋址器及微處理器或微型電子計(jì)算機(jī)的信號(hào)輸出口連接，另一信號(hào)輸出口通過電導(dǎo)線與微處理器或微型電子計(jì)算機(jī)的一信號(hào)輸入口連接；微處理器或微型電子計(jì)算機(jī)上還帶有的信號(hào)輸出口分別通過電導(dǎo)線與芯片尋址器及磁場產(chǎn)生與控制裝置連接。本發(fā)明的測試儀應(yīng)用于化學(xué)、生物靶標(biāo)分子、細(xì)胞、微生物等的測試。
文檔編號(hào)G01N33/48GK101206217SQ20071017894
公開日2008年6月25日 申請日期2007年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月7日
發(fā)明者高云華 申請人:中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所