專利名稱：使用磁阻傳感器對樣品進(jìn)行信號檢測的系統(tǒng)及其檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通過使用磁阻傳感器定量測量磁粒子特性的信號檢測系統(tǒng)以及檢測方法。
背景技術(shù)：
一般而言，磁阻傳感器是被配置為測量磁場或磁力線的大小(強(qiáng)度)和方向并且例如通過利用材料根據(jù)磁場作用的特性變化來測量磁場的一種傳感器。基于量子霍爾效應(yīng)和磁阻效應(yīng)，制造霍爾器件和磁阻器件以及磁帶錄像機(jī)(VTR)、磁帶錄音機(jī)等。這里，具有響應(yīng)磁場而變化的特性的材料用于將磁場作用到與磁粒子連接的目標(biāo)物(例如樣品)并測量磁場變化。由磁鐵礦制造的磁粒子是一種有前景的標(biāo)簽，被構(gòu)造為檢測表面涂覆有生物材料的靶的存在，尤其在生物化學(xué)領(lǐng)域被長期研究。然而，由于體積很小的磁粒子所產(chǎn)生的磁信號太弱，因此制造磁檢測器仍然是困難但是具有挑戰(zhàn)性的問題。到目前為止，已用多種方式研究磁檢測器。關(guān)于磁檢測器，有超導(dǎo)量子干涉儀(SQUID，superconducting quantum interference device)；但是由于SQUID具有復(fù)雜和溫度很低的元件，因此不適用于現(xiàn)實(shí)世界。另一傳統(tǒng)方法由羅爾(Rohr)提出。參考羅爾的美國專利No. 5，445，970和 No. 5，445，971，有一些磁力方法，但是羅爾的方法具有定量和高靈敏度測量的限制。用于定量測量束縛有磁粒子的靶粒子的局部積累的方法和設(shè)備由西蒙斯 (Simmonds)公開。在西蒙斯的美國專利No. 6，046，585中，使用霍爾傳感器。此外，在美國專利No. 6，437，563中，可以使用巨磁阻(GMR)傳感器。這里，霍爾傳感器是這樣一種傳統(tǒng)裝置，通過霍爾效應(yīng)，即穿過電導(dǎo)體產(chǎn)生電勢差(霍爾電勢)來測量磁場，該電勢差垂直于導(dǎo)體中的電流和與電流垂直的磁場。具有當(dāng)施加外加磁場時電阻改變的薄膜的GMR傳感器是使用自旋排列的磁層(例如在磁層中的自旋向上或自旋向下電子)的一種裝置。近來， 為了發(fā)展生物傳感器而對GMR傳感器進(jìn)行研究?？紤]到靈敏度，GMR傳感器優(yōu)于霍爾傳感器，但到目前為止，GMR傳感器由于各種原因未能應(yīng)用在現(xiàn)實(shí)世界中進(jìn)行高靈敏度檢測。參考美國專利No. 6，437，563，西蒙斯提出GMR傳感器可應(yīng)用于高靈敏度檢測系統(tǒng)。然而，由于系統(tǒng)在高頻(ΙΟΟΚΗζ)下通過利用交流驅(qū)動場產(chǎn)生500至1000高斯的磁場， 從而磁化磁性材料，導(dǎo)致消耗大量能量。為了克服上述問題，賽捷爾(Mger)在美國專利 No. 6，518，747中提出通過永磁體利用直流磁場以替代交流驅(qū)動場的方法。作為定量測量靶粒子的局部積累的方法，提出霍爾傳感器和巨磁阻(GRM)傳感器，但是由于測量裝置的靈敏度不準(zhǔn)確以及復(fù)雜的設(shè)計，不能實(shí)際應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題本發(fā)明的一個實(shí)施例提供使用磁阻傳感器測量靶粒子的系統(tǒng)和通過在磁阻傳感器的Y軸和Z軸方向提供磁場來最大化磁阻傳感器的靈敏度的測量系統(tǒng)。此外，為了最大化靈敏度，該系統(tǒng)包括用于通過循環(huán)損失的磁場而形成Z軸方向的磁場的磁補(bǔ)償單元，以保持磁場的強(qiáng)度和高靈敏度效力。技術(shù)方案在本發(fā)明的實(shí)施例中，一種使用磁阻傳感器的測量系統(tǒng)包括磁阻傳感器，所述磁阻傳感器被配置為感測與磁粒子結(jié)合的靶的磁組分；以及外加磁場供應(yīng)單元，所述外加磁場供應(yīng)單元被配置為向所述磁阻傳感器提供第一方向和第二方向的外加磁場，其中，所述外加磁場供應(yīng)單元包括被配置為通過循環(huán)所述第二方向的外加磁場來補(bǔ)償磁場損失的磁場補(bǔ)償單元。 具體地，所述磁場補(bǔ)償單元包括磁場循環(huán)模塊，所述磁場循環(huán)模塊被構(gòu)造為循環(huán)所述外加磁場的外流部分；以及磁場產(chǎn)生單元，所述磁場產(chǎn)生單元包括在所述磁場循環(huán)模塊中。這里，所述磁場循環(huán)模塊可以包括多個磁場產(chǎn)生單元，所述多個磁場產(chǎn)生單元布置在內(nèi)部空間中的相對的側(cè)面；以及封閉結(jié)構(gòu)，用于在外部空間循環(huán)磁場。所述外加磁場供應(yīng)單元可以包括第一供應(yīng)單元，所述第一供應(yīng)單元被配置為向所述磁阻傳感器提供水平方向(Y軸)的磁場；以及第二供應(yīng)單元，所述第二供應(yīng)單元被配置為向所述磁阻傳感器提供豎直方向(Z軸)的磁場。所述第一供應(yīng)單元和所述第二供應(yīng)單元可以形成為一個芯片，以降低制造成本并提高空間效率。所述第一供應(yīng)單元和所述第二供應(yīng)單元的磁場產(chǎn)生單元可以包括螺線管、亥姆霍茲線圈、電磁軛和永磁體中的一個或多個。所述磁阻傳感器可以包括巨磁阻(GMR)傳感器。由所述第一供應(yīng)單元產(chǎn)生的磁場可以響應(yīng)直流電流而形成。所述第一供應(yīng)單元的磁場范圍，或者說所述磁阻傳感器的響應(yīng)可用范圍(靈敏度)為200至300高斯。具體地， 所述第二供應(yīng)單元的磁場范圍為1000至4500高斯。這里，根據(jù)磁阻傳感器的種類，磁場可以不同。例如，在磁阻傳感器的線性范圍內(nèi) (即靈敏度)施加200至300高斯的磁場。在所述測量系統(tǒng)中，可以包括靶鎖定單元，所述靶鎖定單元被構(gòu)造為固定所述靶， 其中，所述靶鎖定單元包括測量盒或膜。所述靶可以包括生物材料，所述生物材料包括抗原。在所述測量系統(tǒng)中，所述磁組分可以在與測量盒或膜不接觸的情況下被感測。所述測量系統(tǒng)可以進(jìn)一步包括掃描儀，所述掃描儀被配置為掃描所述磁阻傳感器所感測的磁組分。這里，所述掃描儀可以包括靶支撐單元，所述靶支撐單元被配置為支撐所述靶；以及裝載器，所述裝載器被配置為裝載固定所述靶的所述靶鎖定單元。此外，所述測量系統(tǒng)可以包括測量處理單元，所述測量處理單元被配置為從由所述磁阻傳感器感測的磁信號中提取和分析電組分，以輸出分析結(jié)果。在本發(fā)明中，所述磁粒子具有10至lOOeum/g的磁化力。所述磁粒子具有超順磁性或順磁性的特性。在本發(fā)明的實(shí)施例中，可以通過向磁粒子施加外加磁場并利用磁阻傳感器對靶進(jìn)行定量測量。進(jìn)行定量測量的方法包括在所述磁阻傳感器的豎直方向(Z軸)提供用于磁化所述磁粒子的直流磁場；在所述磁阻傳感器的水平方向(Y軸)向所述靶提供感生磁場， 以進(jìn)行測量；在所述磁阻傳感器的特征曲線上選擇與使磁滯范圍最小化的點(diǎn)相對應(yīng)的值作為水平值；在所述磁阻傳感器的固定特性范圍內(nèi)選擇最大值作為豎直值；以及確定所述水平值和所述豎直值的最佳點(diǎn)作為測量結(jié)果。有益效果根據(jù)本發(fā)明，提供利用磁阻傳感器測量靶粒子的系統(tǒng)，其中，該測量系統(tǒng)可以通過在磁阻傳感器的Y軸和Z軸方向提供磁場來最大化磁阻傳感器的靈敏度。此外，為了最大化靈敏度，所述測量系統(tǒng)包括磁補(bǔ)償單元，該磁補(bǔ)償單元用于通過循環(huán)損失的磁場來形成Z 軸方向的磁場，從而保持磁場的強(qiáng)度和高靈敏度效力。詳細(xì)地說，為了最大化磁阻傳感器的靈敏度，所述測量系統(tǒng)在Z軸方向上向側(cè)流膜施加直流磁場以實(shí)現(xiàn)具有超順磁性的磁粒子的飽和磁化，所述測量系統(tǒng)還施加Y軸方向的磁場以最大化傳感器的靈敏度。根據(jù)本發(fā)明，測量系統(tǒng)將靶安裝到靶鎖定單元，利用外加磁場供應(yīng)單元向磁阻傳感器施加兩個方向的外加磁場，以及利用磁阻傳感器感測與磁粒子連接的靶的磁信號以提取和分析電組分。利用包括螺線管、亥姆霍茲線圈、電磁軛、永磁體等中的一個或多個的兩個供應(yīng)單元提供外加磁場；此時，磁粒子的磁化被最大化并且對磁阻傳感器的影響被最小化，從而最大化靈敏度效應(yīng)。本發(fā)明可以將作為用于生物材料測量的盒的巨磁阻盒聯(lián)結(jié)到測量處理單元，從而在檢測和感測與磁粒子結(jié)合的靶之后可以提取和分析電組分。此外，如果根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)制造的GMR裝置被應(yīng)用作為生物傳感器時，通過感測元件和靶之間不接觸的方法可以提高對小靶的靈敏度，從而可以順利地進(jìn)行定量分析。此外，本發(fā)明可以利用不接觸的GMR傳感器感測靶或樣本來進(jìn)行生物診斷。如果即時檢驗(yàn)(P0CT，point of care testing)中使用的膜被安裝到測量工具，則可以開發(fā)更有效的膜測量系統(tǒng)。此外，由于動態(tài)掃描方法可以對頻率中的噪聲分類，因此本發(fā)明可以克服受感測元件尺寸限制的感測范圍的問題，并且對測量結(jié)果進(jìn)行定量分析。


圖1是示出本發(fā)明中使用的磁阻傳感器的操作的概念圖；圖2是描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的測量系統(tǒng)的框圖；圖3是描繪向傳統(tǒng)的霍爾傳感器施加磁場的方法的視圖；圖4至圖6是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的向磁阻傳感器施加磁場的方法的視圖；圖7和圖8是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的包括外加磁場供應(yīng)單元的測量系統(tǒng)的視圖；圖9和圖10是描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的通過第一和第二供應(yīng)單元產(chǎn)生的磁場變化的曲線圖；圖11是描繪水平和豎直磁場的形成以及磁力的加強(qiáng)的概念圖；圖12和圖13是圖表和曲線圖，示出流過作為根據(jù)本發(fā)明的第一供應(yīng)單元的實(shí)施例的亥姆霍茲線圈的電流總量和磁力的變化；圖14是用于尋找水平和豎直磁力的最佳點(diǎn)的特征曲線；
圖15是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的包括用于提高靈敏度效力的額外元件的測量系統(tǒng)的視圖；圖16是描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的測量系統(tǒng)的視圖；圖17示出了使用根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的測量系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)的測量結(jié)果。
具體實(shí)施例方式在下文中，將對本發(fā)明的不同實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述，其例子在附圖中示出并在下面進(jìn)行描述。本發(fā)明提供一種通過利用巨磁阻(GMR)傳感器用于定量測量在測試裝置中靶粒子的局部累積的設(shè)備和方法，該測試裝置使得流體可以側(cè)流，諸如微流體芯片(Micro Fluidics Chip)、玻璃、塑料、薄膜等。本發(fā)明描述傳統(tǒng)測量系統(tǒng)的靈敏度性能方面的問題并提出改進(jìn)問題的方法，以及提供使用霍爾傳感器和磁阻傳感器(例如，GMR、TMR等)的高靈敏度設(shè)備和方法。具體地，本發(fā)明包括提供外加磁場的磁阻傳感器和補(bǔ)償磁場損失的磁場補(bǔ)償單元，從而形成強(qiáng)磁場和最大化的靈敏度。圖1是示出本發(fā)明中使用的磁阻傳感器的操作的概念圖。為了便于說明，這里描述使用磁阻傳感器中的巨磁阻(GMR)的傳感原理。圖1描述自旋閥型GMR裝置的操作。如圖所示，GMR裝置包括具有固定極性的第一鐵磁層、具有可變極性的第二鐵磁層以及非磁性金屬層。如果第一和第二鐵磁層的極性相同，即彼此平行，則只有自旋排列在特定方向的電子可以穿過導(dǎo)電材料。就是說，根據(jù)第一和第二鐵磁層的極性，裝置中存在電阻差或電勢差。電阻差或電勢差可以被轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。當(dāng)?shù)谝缓偷诙F磁層之間的中間層由金屬制成時，該裝置被稱作GMR裝置。圖2是描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的測量系統(tǒng)的框圖。如圖所示，測量系統(tǒng)包括用于測量的靶、配置為鎖住靶的靶鎖定單元120、外加磁場供應(yīng)單元110和磁阻傳感器130。所述測量系統(tǒng)將靶安裝到靶鎖定單元120，利用外加磁場供應(yīng)單元110施加外加磁場，以及利用磁阻傳感器130感應(yīng)與磁粒子連接的靶的磁信號， 以提取和分析電組件。這里，磁粒子可以具有10至lOOemu/g的磁化強(qiáng)度。在此情形中，磁粒子具有超順磁性或順磁性特征。外加磁場供應(yīng)單元110可以提供具有磁阻傳感器130的第一和第二方向的磁力。 具有第一和第二方向的磁力包括由第一供應(yīng)單元111產(chǎn)生的平行于磁阻傳感器130的磁力 (Y軸)和由第二供應(yīng)單元112產(chǎn)生的垂直于磁阻傳感器130的另一磁力(Z軸)。這里，水平方向和豎直方向是指嚴(yán)格平行或垂直于磁阻傳感器130的輸入外觀的方向以及在預(yù)定范圍內(nèi)大體與其平行或垂直的方向。提供在磁阻傳感器130的豎直方向(Z軸)上的磁力的第二供應(yīng)單元112還包括磁場補(bǔ)償單元，所述磁場補(bǔ)償單元被配置為通過循環(huán)具有第二方向的外部磁力來補(bǔ)償磁場損失。磁場補(bǔ)償單元包括被配置為循環(huán)損失的外部磁力的磁場循環(huán)模塊11 ，以及包括在磁場循環(huán)模塊11 中的磁場產(chǎn)生單元112b。磁場產(chǎn)生單元112b提供Z軸方向的磁力，并且循環(huán)所提供的可能溢出到外部區(qū)域的磁力，即通過磁場循環(huán)模塊11 防止溢出，從而保持強(qiáng)磁場并且可以提高測量靈敏度。稍后參照圖6更詳細(xì)地描述這些操作。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，磁阻傳感器130包括常磁阻(OMR，ordinarymagneto-resistance)傳感器、各向異性磁阻(AMR,anisotropic magneto-resistance)傳感器、巨磁阻(GMR)傳感器、龐磁阻(CMR，colossal magneto-resistance)傳感器、隧穿磁阻(TMR, tunneling magneto-resistance)傳感器、磁隧道結(jié)(MJT, magnetic tunneling junction)傳感器、平面霍爾電阻傳感器(planar Hall resistance sensor)中的一種。優(yōu)選地，巨磁阻(GMR)傳感器可以用作磁阻傳感器130。參照圖3至圖5詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的包括GMR傳感器的測量系統(tǒng)。圖3描繪向傳統(tǒng)霍爾傳感器施加磁場的方法。在現(xiàn)有技術(shù)中，為了實(shí)現(xiàn)具有超順磁性特性的磁粒子的飽和磁化，通過永磁體將直流磁場沿豎直方向Brart施加到霍爾傳感器。 利用施加在與磁場垂直的I。方向的交流偏置電流(AC bias current)，霍爾傳感器基于受激電子和偏置電子進(jìn)行操作。符號Vh是當(dāng)電流垂直施加到磁場時產(chǎn)生的電動勢。因此，在現(xiàn)有技術(shù)中，霍爾傳感器僅在施加了電流的豎直方向操作，并且霍爾傳感器的靈敏度下降。圖4和圖5是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的GMR傳感器的視圖。該測量系統(tǒng)包括GMR 傳感器。圖中示出的箭頭是與鐵磁膜平行的水平方向(X軸)、與鐵磁膜平行的另一水平方向(Y軸)以及與鐵磁膜垂直的豎直方向(ζ軸)，其中鐵磁膜包括在GMR傳感器中。在此情形中，GMR傳感器被Y軸方向的磁場強(qiáng)烈地影響，而受X軸方向的磁場影響較小。此外，GMR 傳感器不受Z軸方向的磁場影響。根據(jù)Y軸方向的磁場，GMR傳感器可以控制直線范圍的偏置。為了最大化GMR傳感器的靈敏度，測量系統(tǒng)在Z軸方向施加直流磁場，以實(shí)現(xiàn)具有超順磁性特性的磁粒子的飽和磁化，并且施加Y軸方向的磁場以控制偏置。這里，鑒于信噪比，由直流電流產(chǎn)生的感生磁場用作Y軸方向的磁場是非常有效的。優(yōu)選地，通過掃描與Y 軸方向的感生磁場相同的方向，傳送在側(cè)流膜中的磁粒子的局部積累。圖6和圖7是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的包括外加磁場供應(yīng)單元的測量系統(tǒng)的視圖。圖6(a)是側(cè)視圖，圖6(b)是俯視圖。外加磁場供應(yīng)單元包括被配置為向磁阻傳感器提供Y軸方向的磁場的第一供應(yīng)單元111、被配置為向磁阻傳感器提供Z軸方向的磁場的第二供應(yīng)單元112、位于第二供應(yīng)單元112內(nèi)的諸如膜的測量靶、以及掃描儀(未示出)。提供在磁阻傳感器130的豎直方向(Z軸)上的磁力的第二供應(yīng)單元112還包括磁場補(bǔ)償單元，該磁場補(bǔ)償單元被配置為通過循環(huán)具有第二方向的外部磁力來補(bǔ)償磁場損失。磁場補(bǔ)償單元包括被配置為循環(huán)損失的外部磁力的磁場循環(huán)模塊11 ，以及包括在磁場循環(huán)模塊11 中的磁場產(chǎn)生單元112b。磁場產(chǎn)生單元112b提供Z軸方向的磁力， 并且循環(huán)所提供的可能溢出到外部區(qū)域的磁力，即通過磁場循環(huán)模塊11 防止溢出，從而保持強(qiáng)磁場并且可以提高測量靈敏度。參照圖7，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的磁場產(chǎn)生單元112b 包括分離在磁場循環(huán)模塊11 中的上部區(qū)域和下部區(qū)域的兩個永磁體。參照側(cè)視圖和俯視圖詳細(xì)描繪圖7中的磁場產(chǎn)生單元112b的結(jié)構(gòu)。如圖7所示，磁場產(chǎn)生單元112b形成為具有分離兩個彼此相對的磁體的空間。在第一供應(yīng)單元111和第二供應(yīng)單元中產(chǎn)生磁場的磁場產(chǎn)生單元112b包括螺線管、亥姆霍茲線圈、電磁軛、永磁體等。就是說，磁場產(chǎn)生單元112b包括螺線管、亥姆霍茲線圈、電磁軛、永磁體等中的一個或多個，并且第一和第二供應(yīng)單元可以包括相同或不同的組件。如上所述，在測量系統(tǒng)中，將直流磁場在Z軸方向上施加到側(cè)流膜，以實(shí)現(xiàn)具有超順磁性特性的磁粒子的飽和磁化，施加Y軸方向的磁場以控制偏置，從而最大化傳感器的靈敏度。就是說，測量靶112在Y軸方向傳送，從而通過在Y軸方向上掃描提高傳感器的靈敏度。在本發(fā)明的實(shí)施例中，施加到第一供應(yīng)單元的磁場范圍為200至300高斯，GMR傳感器的響應(yīng)范圍為200至300高斯。此外，施加到第二供應(yīng)單元的磁場范圍為1200至1400 高斯。在下文中，在外加磁場供應(yīng)單元的實(shí)施例中，第一供應(yīng)單元111包括亥姆霍茲線圈H，第二供應(yīng)單元包括永磁體。在另一實(shí)施例中，如上所述，磁場供應(yīng)單元可以包括使所施加的磁場根據(jù)電流量改變的全部裝置(諸如螺線管、亥姆霍茲線圈、電磁軛、永磁體等)中的一個或多個。在一個實(shí)施例中，包括在第一供應(yīng)單元111中的亥姆霍茲線圈H具有 50 X 100 X 80mm的尺寸，以適于或嵌入小裝置中。亥姆霍茲線圈包括直徑為0. 5F并纏繞162 次的銅線。當(dāng)供應(yīng)IA或0. 5A的電流時，在芯體中5X5X5mm的中心區(qū)域產(chǎn)生30高斯的磁場，并且磁場均勻性小于1 %。從亥姆霍茲線圈產(chǎn)生的磁場包括影響初始設(shè)置值和GMR傳感器的操作穩(wěn)定性的Y軸方向的磁力。這里，通過亥姆霍茲線圈的尺寸和流入亥姆霍茲線圈的電流量可以改變磁場的強(qiáng)度。在本發(fā)明中，亥姆霍茲線圈在5X5X5mm的中心區(qū)域產(chǎn)生均勻性小于的30高斯的磁場。在磁場產(chǎn)生單元112b中，布置彼此相對的兩個永磁體。磁場循環(huán)模塊11 具有由純鐵(SlOC)制成的軛結(jié)構(gòu)，并且兩個永磁體附著在所述軛結(jié)構(gòu)內(nèi)。這里，永磁體包括尺寸為20X20X10mm的Nd金屬。兩個永磁體之間的距離為如m。在永磁體的表面處，磁力為 4000至5000高斯；在兩個永磁體之間的中心區(qū)域，磁力為1200至1400高斯。圖7描述了圖6所示的外加磁場供應(yīng)單元的結(jié)構(gòu)。在本發(fā)明中，第一供應(yīng)單元包括提供水平方向的磁場的亥姆霍茲線圈。為了形成豎直方向(Z軸)的磁場，包括磁場產(chǎn)生單元112b和磁場循環(huán)模塊11加。參照圖7(a)，磁場產(chǎn)生單元112b包括永磁體。磁場產(chǎn)生單元112b位于磁場循環(huán)模塊11 中，所述磁場循環(huán)模塊11 具有暴露出內(nèi)部空間并從外部區(qū)域封閉的軛結(jié)構(gòu)。在此情形中，兩個磁場產(chǎn)生單元112b布置在相對側(cè)，從而在兩個磁場產(chǎn)生單元112b之間產(chǎn)生磁場。參照圖7 (b)，位于相對側(cè)的兩個永磁體之間的磁場被具體化為直線的磁力X和移向外部區(qū)域的多個磁力Y1至Y4。因此，僅兩個永磁體可以產(chǎn)生直線的磁力X，但是其它磁力超出范圍。因此，外部環(huán)境可以容易地影響磁場，并且難以獲得穩(wěn)定的磁力。如果如圖(C) 所示只使用一個永磁體，則更多的磁力超出范圍并且不能獲得穩(wěn)定的磁力。參照圖6 (a)和圖7 (a)，磁場循環(huán)模塊11 包括在外加磁場供應(yīng)單元中。磁場循環(huán)模塊11 阻擋磁力超出范圍而造成損失。被阻擋的磁力Y1至Y4與磁場循環(huán)模塊11 一起移動，從而使得永磁體周圍的磁場變得穩(wěn)定。就是說，通過利用磁場循環(huán)模塊11 阻擋磁力損失可以增強(qiáng)外加磁場供應(yīng)單元的磁場。圖8示出磁場循環(huán)模塊11 和磁場產(chǎn)生單元112b所產(chǎn)生的磁場的均勻性。當(dāng)包括具有軛結(jié)構(gòu)的磁場循環(huán)模塊11 時，最大磁矩約為1750高斯，磁場的均勻性約為2. 1 %。 結(jié)果優(yōu)于當(dāng)不包括磁場循環(huán)單元11 時磁場的均勻性約為4. 6%的實(shí)例。這里，實(shí)例是本發(fā)明的實(shí)施例，實(shí)例是除了磁場循環(huán)模塊11 之外只包括兩個永磁體，并且實(shí)例是只包括一個永磁體。參照圖9，當(dāng)本發(fā)明的實(shí)施例包括具有亥姆霍茲線圈的第一供應(yīng)單元以及具有磁場循環(huán)模塊11 和磁場產(chǎn)生單元112b的第二供應(yīng)單元時，測量水平方向(Y軸)和豎直方向(Z軸)的磁場。當(dāng)本發(fā)明包括提供水平方向的穩(wěn)定磁力的亥姆霍茲線圈和提供豎直方向磁力的磁場循環(huán)模塊11 和磁場產(chǎn)生單元112b時，水平方向(Y軸)的磁場變化約為0. 2 高斯，磁場均勻性小于1%。因此，即使亥姆霍茲線圈中使用具有軛結(jié)構(gòu)的磁體，也不會對本發(fā)明有不利影響。參照圖10，通過使用包括磁場補(bǔ)償單元的外加磁場供應(yīng)單元測量磁帶(磁粒子) 的特性。實(shí)例(a)為，如果僅產(chǎn)生水平方向(Y軸)的磁場，則測量值為130mV;實(shí)例(b)為， 當(dāng)僅產(chǎn)生豎直方向(Z軸)的磁場時，測量值為520mV;以及實(shí)例(c)為，如果產(chǎn)生水平和豎直方向的磁場，則測量值為4340mV。該結(jié)果說明當(dāng)施加水平和豎直方向的磁場時，傳感器的靈敏度比僅施加水平方向(Y軸)的磁場時提高超過30倍，比僅施加豎直方向(Z軸)的磁場時提高超過8倍。在以上實(shí)驗(yàn)中，條件如下水平方向(Y軸)的磁場為30高斯，豎直方向(Z軸)的磁場為1250高斯，都是在兩個永磁體之間的中心點(diǎn)處測量的。可以通過以下理由解釋該現(xiàn)象。如圖11所示，由第一供應(yīng)單元111產(chǎn)生的水平和豎直方向的磁場形成作為用于測量的靶的磁帶(磁粒子)的磁矩，所述第一供應(yīng)單元111包括亥姆霍茲線圈和具有永磁體的磁場補(bǔ)償單元。磁阻傳感器根據(jù)永磁體產(chǎn)生的豎直方向的磁力可以識別磁帶的雜散場(stray field)。此時，由于豎直方向的磁力增強(qiáng)，向外傳播的磁場的變化變大，從而可以提高傳感器的靈敏度。圖12描述了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的通過改變流過包括在外加磁場供應(yīng)單元的第一供應(yīng)單元(圖6示出)中的亥姆霍茲線圈的電流量來測量磁場的結(jié)果。圖13是示出響應(yīng)電流量變化的磁力曲線圖。如上所述，磁力和電流量之間成正比關(guān)系。具體地，參照圖4e， 通過增加豎直方向的磁場可以優(yōu)化磁力。參照圖14，下文描述如何通過結(jié)合水平和豎直磁力來理解磁場的優(yōu)化點(diǎn)，以及描述利用該優(yōu)化點(diǎn)測量磁靶的方法。圖6示出了通過使用示波器測量根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的外加磁場供應(yīng)單元處的磁場變化的結(jié)果。為了通過利用磁阻傳感器的特征曲線找到水平和豎直方向的磁場的優(yōu)化點(diǎn)，基于水平和豎直方向的磁力確定總磁場達(dá)到最大值的點(diǎn)。如果水平方向的磁力太強(qiáng)，則豎直方向的磁力的影響降低；反之，如果豎直方向的磁力太強(qiáng)，則水平方向的磁力的影響降低。因此，通過控制水平方向的磁力，可以找到最小化磁滯效應(yīng)的范圍；在該范圍內(nèi)，在對磁阻傳感器有不利影響的范圍內(nèi)找到最大化豎直方向的磁場的點(diǎn)。這里，磁滯效應(yīng)是關(guān)于當(dāng)鐵被磁化時由磁場增加和減小導(dǎo)致磁通密度變化的兩條曲線不一致，而是分別形成包括環(huán)形形狀的不同曲線的現(xiàn)象。在本發(fā)明中，最小化磁阻效應(yīng)是確定最小化磁滯損耗的點(diǎn)，其中，磁滯損耗是當(dāng)交流電流流入鐵制線圈中時能量大小與環(huán)形形狀區(qū)域相對應(yīng)的能量損失。在圖中，點(diǎn)“P”是水平和豎直方向的磁力的優(yōu)化點(diǎn)。在點(diǎn)“P”處，水平方向的磁力為30高斯，豎直方向的磁力為1200至1400高斯。
在下文中，描述使用根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的外加磁場供應(yīng)單元的測量系統(tǒng)的設(shè)計和結(jié)構(gòu)。在本發(fā)明中，靶可以包括諸如抗原的生物材料，還可以包括非生物材料。安裝是指靶將諸如抗原的材料涂到固定該靶的靶鎖定單元，該靶與靶鎖定單元結(jié)合并被感測。根據(jù)實(shí)施例，磁阻傳感器可以包括具有不同特征的各種傳感器。詳細(xì)地說，利用當(dāng)外加磁場施加到非磁性導(dǎo)電材料和半導(dǎo)體材料時，由于洛倫茲力，傳導(dǎo)電子的軌跡改變導(dǎo)致的電阻變化，常磁阻(OMR)傳感器具有電阻變化小的特征。各向異性磁阻(AMR)傳感器使用各向異性磁阻。例如，在包括用于磁化(通過由自旋軌道耦合導(dǎo)致的d帶分裂進(jìn)行)的易磁化軸和難磁化軸的鐵磁材料中，存在常規(guī)磁阻以及由外加磁場和電流的兩個方向和這兩個方向之間的角度確定的各向異性磁阻。AMR傳感器的這種特性使得各個方向的電阻差約為2. 5%。巨磁阻(GMR)傳感器包括比AMR傳感器大一些倍或更大的磁阻。根據(jù)鄰近磁層的相對旋轉(zhuǎn)方向，由于傳導(dǎo)電子的額外散射而產(chǎn)生電阻變化。因此，GMR傳感器本質(zhì)上與OMR 傳感器和AMR傳感器不同。由馮·亥姆霍茲在1993年首次提出的龐磁阻(CMR)傳感器具有當(dāng)施加磁場時使電阻增力口 10 倍(multiply every IOtimes)。隧穿磁阻(TMR)傳感器也適用于本發(fā)明的磁阻傳感器。隧穿磁阻由作為量子機(jī)械效應(yīng)之一的隧穿效應(yīng)產(chǎn)生。在TMR傳感器中，絕緣材料插在兩個鐵磁材料之間。理論上，電流不能流過絕緣材料；但是如果絕緣材料太薄，例如，納米膜，則電子越過絕緣材料，從而電流由于隧道效應(yīng)可以流過絕緣材料。磁隧道結(jié)(MJT)傳感器與TMR傳感器類似。利用自旋向上/向下現(xiàn)象測量諸如 GMR或TMR裝置的磁阻變化的自旋相關(guān)隧穿(SDT，spin dependent tunneling)傳感器也適用于在本發(fā)明的磁阻傳感器。在本發(fā)明中磁阻傳感器可以被制造為裸片或封裝芯片(package)。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的靶鎖定單元可以形成在測量盒或膜中?？梢岳脺y量盒或膜以非接觸方法測量靶的磁信號或者通過將靶裝載在磁阻傳感器上的直接接觸方法測量靶的磁信號。圖15是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的包括提高靈敏度效力的額外元件的測量系統(tǒng)的框圖。該測量系統(tǒng)還包括圖6示出的外加磁場供應(yīng)單元。所述測量系統(tǒng)包括磁阻傳感器、靶鎖定單元、外加磁場供應(yīng)單元以及用于提高靈敏度效力的額外元件。就是說，在實(shí)施例中，測量系統(tǒng)還包括被配置為掃描磁阻傳感器感測的磁信號的掃描儀。所述測量系統(tǒng)還包括被配置為將掃描儀固定到靶鎖定單元的裝載器和用于支撐靶的靶支撐單元。測量系統(tǒng)還包括被配置為響應(yīng)預(yù)定頻率的信號來回移動靶支撐單元和磁阻傳感器的驅(qū)動單元以及被配置為從磁阻傳感器感測的磁信號提取和分析電組分的測量處理單兀。參照附圖，諸如測量盒或膜的靶鎖定單元連接到掃描儀的裝載器；并且在磁阻傳感器下面(下方)或上面(上方)，掃描儀左右掃描靶。在靶和磁阻傳感器之間，可以如上所述地包括圖6和圖7示出的外加磁場供應(yīng)單元。
11
可以根據(jù)安裝在掃描儀中的外加磁場供應(yīng)單元的尺寸改變掃描儀的尺寸。掃描儀的操作范圍在距其中心IOmm內(nèi)，并且操作速度在0. 005至5. Omm/sec或0. 0005至50mm/ sec的范圍內(nèi)。掃描儀可以實(shí)時輸出結(jié)果。測量系統(tǒng)按下述方法操作被配置為掃描磁信號的掃描儀。用于生物材料的GMR傳感器具有靈敏度與距離的三次方成反比的特性。因此，裝備多個儀表以在安裝完裝載器之后獲得最小的距離。之后，GMR傳感器被放置為使靈敏度根據(jù)靶材料的位置或距離的變化最大化。固定諸如用于測量的抗原或樣本的測量盒或膜由于來回掃描而輸出穩(wěn)定的信號，并且來回掃描的發(fā)送時間在O至IOsec范圍內(nèi)以最小化由感測響應(yīng)弛豫(sensing response relaxation)弓丨起的信號偏差。該測量方法對用于生物材料的GMR傳感器有利，這是因?yàn)镚MR傳感器在動態(tài)時刻而不是靜態(tài)條件輸出高信號，并且該測量方法對用于識別測量盒或膜中的生物材料的分布輪廓的實(shí)驗(yàn)有利。即時檢驗(yàn)(POCT)產(chǎn)品可以用作測量盒或膜；但是稍后可以調(diào)整尺寸和設(shè)計。參照圖16，測量系統(tǒng)包括被配置為向磁阻傳感器供應(yīng)水平方向(Y軸)的磁場的第一供應(yīng)單元111和被配置為向磁阻傳感器、諸如膜的靶材料、和掃描儀供應(yīng)豎直方向(Z軸) 的磁場的第二供應(yīng)單元112。如上所述，在測量系統(tǒng)中，在Z軸方向?qū)⒅绷鞔艌鍪┘拥絺?cè)流膜，以實(shí)現(xiàn)具有超順磁性的磁粒子的飽和磁化，并且施加Y軸方向的磁場以控制偏置，從而最大化傳感器的靈敏度。就是說，測量靶112在Y軸方向傳送，從而通過在Y軸方向掃描來提高傳感器的靈敏度。在本發(fā)明的實(shí)施例中，從包括螺線管的第一供應(yīng)單元111提供的磁場被控制在10 至150高斯的范圍內(nèi)，并且在該范圍內(nèi)，測量系統(tǒng)被設(shè)計為最大化靈敏度。這里，所提供的磁場的均勻性可以控制為小于1%。螺線管的特征，例如，圓柱直徑、線圈直徑和匝數(shù)，被設(shè)計為優(yōu)化的條件，但是根據(jù)實(shí)施例，可以改變螺線管的特征。這里，外加磁場供應(yīng)單元包括螺線管以及亥姆霍茲線圈、電磁軛、永磁體等。就是說，根據(jù)實(shí)施例，外加磁場供應(yīng)單元包括螺線管、亥姆霍茲線圈、電磁軛、永磁體等中的一個或多個，并且第一和第二供應(yīng)單元可以包括相同或不同的組件。在外加磁場中用作第一供應(yīng)單元111的亥姆霍茲線圈向GMR傳感器提供水平方向 (Y軸)的磁場。Y軸方向的磁場使得CMR傳感器一直在穩(wěn)定或相同的條件下進(jìn)行感測，并幫助GMR傳感器在操作范圍內(nèi)設(shè)置靈敏度和可靠性的優(yōu)選范圍。用作第二供應(yīng)單元112的永磁體向GMR傳感器提供豎直方向(Z軸)的磁場。Z軸的磁場可以控制在1000至4500高斯范圍內(nèi)。永磁體的尺寸和形狀不受限制。由于豎直方向的磁場不影響CMR傳感器，因此不限制永磁體產(chǎn)生的豎直方向的磁場的強(qiáng)度。永磁體所產(chǎn)生的豎直方向的磁場會影響膜中的磁粒子的局部積累。由于磁場，磁粒子具有磁化力，磁粒子產(chǎn)生的磁力的強(qiáng)度與永磁體產(chǎn)生的磁場的強(qiáng)度成正比。亥姆霍茲線圈和永磁體產(chǎn)生的外加磁場提高GMR傳感器的靈敏度。由永磁體產(chǎn)生的垂直于GMR傳感器的磁場對GMR傳感器的靈敏度沒有影響，但是極大地磁化膜中的磁粒子以提高GMR傳感器的靈敏度。
圖17示出利用根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的測量系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)的測量結(jié)果。在實(shí)驗(yàn)中，30至 50emu/g的磁性材料包括在所述膜中。由亥姆霍茲線圈提供的外加磁場為30高斯，GMR傳感器和所述膜之間的距離約為100至250m，掃描速度約為24mm/sec。這些條件是可變的， 不是固定的。配置為磁化積累在膜中的磁粒子的永磁體具有長和寬為20mm、厚度為IOmm的矩形形狀。在永磁體的表面，磁力約為4500高斯；在距永磁體預(yù)定距離處，磁力在1000至 2000高斯范圍內(nèi)。這里，永磁體的磁場的尺寸、形狀和強(qiáng)度可以改變。在圖17中，實(shí)例(a)為，如果僅產(chǎn)生水平方向(Y軸)的磁場，則對磁粒子的局部累積的測量結(jié)果為520mV并且信噪比為4;實(shí)例(b)為，如果產(chǎn)生水平和豎直方向的磁場， 則測量結(jié)果是4340mV并且信噪比為33;以及實(shí)例(c)為，如果產(chǎn)生水平和豎直方向的磁場并且偏置被控制，則測量結(jié)果為5080mV并且信噪比為39。此結(jié)果說明當(dāng)施加水平和豎直兩個方向的磁場時傳感器的靈敏度提高。在下文中，描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的利用外加磁場供應(yīng)單元的測量系統(tǒng)的設(shè)計和結(jié)構(gòu)。在本發(fā)明中，靶可以包括諸如抗原的生物材料，還可以包括非生物材料。安裝是指靶將諸如抗原的材料涂到固定該靶的靶鎖定單元，該靶與靶鎖定單元結(jié)合并被感測。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供利用磁阻傳感器測量靶粒子的系統(tǒng)，其中，測量系統(tǒng)可以通過在磁阻傳感器的Y軸和Z軸方向提供磁場來最大化磁阻傳感器的靈敏度。此外，為了最大化靈敏度，所述測量系統(tǒng)包括磁補(bǔ)償單元，該磁補(bǔ)償單元用于通過循環(huán)損失的磁場來形成Z軸方向的磁場，從而保持磁場的強(qiáng)度和高靈敏度效力。詳細(xì)地說，為了最大化磁阻傳感器的靈敏度，所述測量系統(tǒng)在Z軸方向上向側(cè)流膜施加直流磁場以實(shí)現(xiàn)具有超順磁性的磁粒子的飽和磁化，所述測量系統(tǒng)還施加Y軸方向的磁場以最大化傳感器的靈敏度。根據(jù)實(shí)施例，測量系統(tǒng)將靶安裝到靶鎖定單元，利用外加磁場供應(yīng)單元向磁阻傳感器施加兩個方向的外加磁場，以及利用磁阻傳感器感測與磁粒子連接的靶的磁信號以提取和分析電組分。利用包括螺線管、亥姆霍茲線圈、電磁軛、永磁體等中的一個或多個的兩個供應(yīng)單元提供外加磁場；此時，磁粒子的磁化被最大化并且對磁阻傳感器的影響被最小化，從而最大化靈敏度效應(yīng)。本發(fā)明可以將作為用于生物材料測量的盒的巨磁阻盒聯(lián)結(jié)到測量處理單元，從而在檢測和感測與磁粒子結(jié)合的靶之后可以提取和分析電組分。此外，如果根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)制造的GMR裝置被應(yīng)用作為生物傳感器時，通過感測元件和靶之間不接觸的方法可以提高對小靶的靈敏度，從而可以順利地進(jìn)行定量分析。此外，本發(fā)明可以利用不接觸的GMR傳感器感測靶或樣本來進(jìn)行生物診斷。如果即時檢驗(yàn)(POCT)中使用的膜被安裝到測量工具，則可以開發(fā)獲得更有效的膜測量系統(tǒng)。此外，由于動態(tài)掃描方法可以對頻率中的噪聲分類，因此本發(fā)明可以克服受感測元件尺寸限制的感測范圍的問題，并且可以對測量結(jié)果進(jìn)行定量分析。對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說顯然的是，在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，可以對本發(fā)明進(jìn)行各種改進(jìn)和變型。因此，本發(fā)明意在涵蓋本發(fā)明的改進(jìn)和變型，只要這些改進(jìn)和變型落在所附的權(quán)利要求及其等同物的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種使用磁阻傳感器的測量系統(tǒng)，包括磁阻傳感器，所述磁阻傳感器被配置為感測與磁粒子結(jié)合的靶的磁組分；以及外加磁場供應(yīng)單元，所述外加磁場供應(yīng)單元被配置為向所述磁阻傳感器提供第一方向和第二方向的外加磁場，其中，所述外加磁場供應(yīng)單元包括被配置為通過循環(huán)所述第二方向的外加磁場來補(bǔ)償磁場損失的磁場補(bǔ)償單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量系統(tǒng)，其中，所述磁場補(bǔ)償單元包括磁場循環(huán)模塊，所述磁場循環(huán)模塊被配置為循環(huán)所述外加磁場的外流部分；以及磁場產(chǎn)生單元，所述磁場產(chǎn)生單元包括在所述磁場循環(huán)模塊中。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的測量系統(tǒng)，其中，所述磁場循環(huán)模塊包括磁場產(chǎn)生單元，所述磁場產(chǎn)生單元布置在內(nèi)部空間的相對側(cè)內(nèi)，以及封閉結(jié)構(gòu)，用于在外部空間循環(huán)磁場。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量系統(tǒng)，其中，所述外加磁場供應(yīng)單元包括第一供應(yīng)單元，所述第一供應(yīng)單元被配置為向所述磁阻傳感器提供水平方向(Y軸)的磁場；以及第二供應(yīng)單元，所述第二供應(yīng)單元被配置為向所述磁阻傳感器提供豎直方向(Z軸)的磁場。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的測量系統(tǒng)，其中，所述第一供應(yīng)單元和所述第二供應(yīng)單元形成為一個整體。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的測量系統(tǒng)，其中，所述第一供應(yīng)單元和所述第二供應(yīng)單元的磁場產(chǎn)生單元包括螺線管、亥姆霍茲線圈、電磁軛和永磁體中的一個或多個。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的測量系統(tǒng)，其中，所述磁阻傳感器包括巨磁阻(GMR)傳感器。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的測量系統(tǒng)，其中，由所述第一供應(yīng)單元產(chǎn)生的磁場是響應(yīng)于直流電流而形成的。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的測量系統(tǒng)，其中，所述第一供應(yīng)單元的磁場范圍或所述磁阻傳感器的響應(yīng)可用范圍為200至300高斯。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的測量系統(tǒng)，其中，所述第二供應(yīng)單元的磁場范圍為1000至 4500高斯。
11.根據(jù)權(quán)利要求2所述的測量系統(tǒng)，進(jìn)一步包括靶鎖定單元，所述靶鎖定單元被構(gòu)造為固定所述靶，其中，所述靶鎖定單元包括測量盒或膜。
12.根據(jù)權(quán)利要求2所述的測量系統(tǒng)，其中，所述靶包括生物材料，所述生物材料包括抗原。
13.根據(jù)權(quán)利要求2所述的測量系統(tǒng)，其中，所述磁組分在與測量盒或膜不接觸的情況下被感測。
14.根據(jù)權(quán)利要求2所述的測量系統(tǒng)，進(jìn)一步包括掃描儀，所述掃描儀被配置為掃描所述磁阻傳感器所感測的磁組分。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的測量系統(tǒng)，其中，所述掃描儀包括靶支撐單元，所述靶支撐單元被配置為支撐所述靶；以及裝載器，所述裝載器被配置為裝載固定所述靶的所述靶鎖定單元。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的測量系統(tǒng)，進(jìn)一步包括測量處理單元，所述測量處理單元被配置為從由所述磁阻傳感器感測的磁信號中提取和分析電組分，以輸出分析結(jié)果。
17.根據(jù)權(quán)利要求2所述的測量系統(tǒng)，其中，所述磁粒子具有10至lOOeum/g的磁化力。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的測量系統(tǒng)，其中，所述磁粒子具有超順磁性或順磁性的特性。
19.根據(jù)權(quán)利要求9所述的測量系統(tǒng)，其中，所述第二供應(yīng)單元的磁場范圍為1200至 1400高斯。
20.一種通過向磁粒子施加外加磁場并利用磁阻傳感器對靶進(jìn)行定量測量的方法，所述方法包括在所述磁阻傳感器的豎直方向(Z軸)提供用于磁化所述磁粒子的直流磁場； 在所述磁阻傳感器的水平方向(Y軸)向所述靶提供感生磁場，以進(jìn)行測量； 在所述磁阻傳感器的特征曲線上選擇與使磁滯范圍最小化的點(diǎn)相對應(yīng)的值作為水平值；在所述磁阻傳感器的固定特性范圍內(nèi)選擇最大值作為豎直值；以及確定所述水平值和所述豎直值的最佳點(diǎn)作為測量結(jié)果。
21.一種使用磁阻傳感器的測量系統(tǒng)，包括磁阻傳感器，所述磁阻傳感器被配置為感測與磁粒子結(jié)合的靶的磁組分；以及外加磁場供應(yīng)單元，所述外加磁場供應(yīng)單元被配置為向所述磁阻傳感器提供第一方向和第二方向的外加磁場。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的測量系統(tǒng)，其中，包括在所述外加磁場供應(yīng)單元中的第二供應(yīng)單元的磁場范圍為1000至4500高斯。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的測量系統(tǒng)，其中，包括在所述外加磁場供應(yīng)單元中的第二供應(yīng)單元的磁場范圍為1200至1400高斯。
24.一種通過向磁粒子施加外加磁場并利用磁阻傳感器對靶進(jìn)行定量測量的方法，所述方法包括在所述磁阻傳感器的豎直方向(Z軸)提供用于磁化所述磁粒子的直流磁場；以及在所述磁阻傳感器的水平方向(Y軸)向靶提供感生磁場，以進(jìn)行測量。
全文摘要
本發(fā)明提供一種使用磁阻傳感器的測量系統(tǒng)，包括磁阻傳感器，所述磁阻傳感器被配置為感測與磁粒子結(jié)合的靶的磁組分；以及外加磁場供應(yīng)單元，所述外加磁場供應(yīng)單元被配置為向所述磁阻傳感器提供第一方向和第二方向的外加磁場，其中，所述外加磁場供應(yīng)單元包括被配置為通過循環(huán)所述第二方向的外加磁場來補(bǔ)償磁場損失的磁場補(bǔ)償單元。
文檔編號G01R33/09GK102428381SQ201080021678
公開日2012年4月25日 申請日期2010年3月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月17日
發(fā)明者姜文淑, 崔萬休, 李忠完, 梁智惠, 金廷律, 金英默 申請人:Lg伊諾特有限公司