專利名稱：用于外部驅(qū)動(dòng)生物傳感器盒中的磁性粒子的生物傳感器系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的生物傳感器系統(tǒng)包括生物傳感器盒和生物傳感器磁體組件，該生物 傳感器磁體組件具有在生物傳感器盒的一側(cè)使用的至少三個(gè)電磁子單元，并涉及用于操縱 該生物傳感器盒中的磁性粒子運(yùn)動(dòng)的方法。
背景技術(shù)：
已知各種探測(cè)測(cè)試樣本中分析物的分析過程。例如，免疫測(cè)定使用免疫系統(tǒng)的機(jī) 制，其中抗體和各自的抗原能夠彼此結(jié)合。這一特定反應(yīng)機(jī)制用于確定測(cè)試樣本中抗原的 存在或者濃度。具體而言，抗體或者抗原(感興趣的分析物)被標(biāo)記以量化抗體和抗原之間的相 互作用。通常的標(biāo)記例如是熒光和化學(xué)發(fā)光分子、有色粒子(珠子)或者放射性同位素。最近，磁性標(biāo)記已經(jīng)在免疫測(cè)定中用于探測(cè)分析物的存在或者數(shù)量。例如磁性粒 子(珠子)的磁性標(biāo)記的使用具有幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)。磁性粒子可以通過應(yīng)用磁場(chǎng)而被驅(qū)動(dòng)，從而 可以促進(jìn)分析過程。此外，在生物測(cè)試樣本中沒有影響磁性粒子探測(cè)的磁性背景信號(hào)。然而，這些使用磁性標(biāo)記的免疫測(cè)試需要用于(a)驅(qū)動(dòng)與在傳感器盒的傳感器表 面附近固定不動(dòng)的抗原結(jié)合的磁性粒子的器件，和用于(b)沖洗掉剩余的未結(jié)合磁性粒子 以不影響結(jié)合粒子的數(shù)量測(cè)量的器件。因而，例如，可以將兩個(gè)磁體布置在傳感器盒的兩 側(cè)，其中第一磁體吸引磁性粒子經(jīng)過測(cè)試樣本向著傳感器表面移動(dòng)，而第二磁體吸引未結(jié) 合磁性粒子遠(yuǎn)離傳感器表面移動(dòng)。在這一構(gòu)造中，該兩個(gè)磁體被安裝在保持結(jié)構(gòu)上，并且 該保持結(jié)構(gòu)機(jī)械地將該磁體向著或者遠(yuǎn)離傳感器表面移動(dòng)(見R. Luxton等，“Use of External Magnetic Fields to reduce reaction times in an immunoassay. . . " , Anal. Chem. 2004，76，1715-1719)。這種方法是很費(fèi)力和費(fèi)時(shí)間的，并且需要復(fù)雜的支持系統(tǒng)來將兩個(gè)磁體布置在傳 感器盒的兩側(cè)上。此外，布置在傳感器盒之下的第一磁體只在與傳感器表面垂直的方向上， 而不在水平方向(與傳感器表面平行)上驅(qū)動(dòng)磁性粒子。因而，未結(jié)合磁性粒子積聚的區(qū) 域可存在于傳感器表面上，并毗連只具有很少或者也許磁性粒子太少以至于不能結(jié)合感興 趣抗原的區(qū)域。這可導(dǎo)致不可靠的測(cè)試結(jié)果。

發(fā)明內(nèi)容
因而需要提供允許時(shí)間節(jié)約操作以及驅(qū)動(dòng)磁性粒子以操縱它們以水平方向經(jīng)過 測(cè)試樣本的簡(jiǎn)單生物傳感器系統(tǒng)，以提供更可靠的測(cè)試結(jié)果。此外，需要提供允許精確控制 傳感器盒中的磁性粒子運(yùn)動(dòng)的方法。根據(jù)本發(fā)明，在生物傳感器磁體組件中使用至少三個(gè)電磁子單元，從而控制生物 傳感器盒中的磁性粒子的空間擴(kuò)散。通過調(diào)整該盒中的預(yù)先確定的磁場(chǎng)梯度，在測(cè)試樣本 中包含并被磁性粒子標(biāo)記的分析物(抗原)可朝向盒中傳感器表面移動(dòng)以與固定的抗體結(jié)合。然后抗體的結(jié)合復(fù)合(三明治)結(jié)構(gòu)，抗原(被測(cè)試的分析物)和磁性粒子(標(biāo)記)可 在傳感器表面處被探測(cè)，從而估計(jì)或者確定測(cè)試樣本中分析物的僅僅存在或者甚至數(shù)量。根據(jù)本發(fā)明，提供一種生物傳感器系統(tǒng)，其中該系統(tǒng)包括具有至少三個(gè)電磁子單 元的生物傳感器磁體組件。每個(gè)電磁子單元的磁場(chǎng)強(qiáng)度可由電控制分別改變。此外，該系 統(tǒng)包括可分離的生物傳感器盒，其具有傳感器表面并適于被布置為使傳感器表面鄰近該生 物傳感器磁體組件。生物傳感器盒是用于容納包含感興趣分析物(抗原)的流體測(cè)試樣本的容器或者 貯液器。通常，該盒可具有至少一個(gè)平面基底區(qū)域，具體是矩形或者圓形或者橢圓形的基底 區(qū)域。該基底區(qū)域起傳感器表面的作用，在該表面處感興趣的分析物可通過探測(cè)過程被分 析。優(yōu)選的，該盒或者該盒的至少平面基底區(qū)域是由例如環(huán)-烯烴共聚物、聚乙烯、聚苯乙 烯、聚碳酸酯或者聚甲基丙烯酸甲酯制造，以能夠進(jìn)行測(cè)試樣本的光學(xué)分析。生物傳感器盒可包含或者可容納磁性或者可磁化的粒子?！按判浴被蛘摺翱纱呕?粒子受磁場(chǎng)施加的影響并且是磁性響應(yīng)的。例如，這些粒子被吸引或者被排斥或者具有可 探測(cè)的磁性磁化率或者磁感應(yīng)。在優(yōu)選實(shí)施例中，這些粒子是順磁性粒子并且可由金屬或 者金屬氧化物或者例如鐵氧體(例如，磁鐵礦)的復(fù)合材料制造。這些粒子可是珠子或者 標(biāo)記，并適于與抗體和/或抗原(感興趣的分析物)結(jié)合。這種結(jié)合可以直接發(fā)生或者經(jīng) 由特定的結(jié)合成分，例如夾入粒子和抗體或者抗原之間的蛋白質(zhì)。在生物傳感器盒的一個(gè) 實(shí)施例中，抗體通過捕獲盒的傳感器表面處的試劑而被固定，并為用磁性或者可磁化粒子 標(biāo)記的抗原(分析物)提供結(jié)合點(diǎn)。根據(jù)本發(fā)明的生物傳感器系統(tǒng)的生物傳感器磁體組件包括至少三個(gè)電磁子單元。 具體而言，該電磁子單元可包括線圈，該線圈具有在每個(gè)線圈內(nèi)部的可磁化(磁性響應(yīng))核 心。該核心可由鐵磁材料制造。生物傳感器磁體組件可如此布置以使每個(gè)子單元的磁極之 一鄰近于生物傳感器盒一側(cè)處的傳感器表面。在優(yōu)選實(shí)施例中，該子單元具有圓柱體形狀 并且兩個(gè)磁極存在于該圓柱體的兩端處(即，該圓柱體的基底區(qū)域)。子單元的核心可具有 0. 5和3mm之間的半徑，優(yōu)選1mm，并且該核心的高度可在3和IOmm之間，優(yōu)選5mm。每個(gè)子單元的磁場(chǎng)強(qiáng)度可通過電控制分別改變?！胺謩e改變”意味著每個(gè)子單元的 磁場(chǎng)可以獨(dú)立于其它子單元磁場(chǎng)的任意改變而通過電控制被改變。如果子單元包括如上描 述的電磁線圈，那么子單元磁場(chǎng)強(qiáng)度的改變可通過改變流經(jīng)子單元線圈的電流而實(shí)現(xiàn)。在 這種情況下，“電控制”意指對(duì)流經(jīng)線圈電流的控制。本發(fā)明的生物傳感器系統(tǒng)允許通過生物傳感器磁體組件的可改變磁場(chǎng)來操縱生 物傳感器盒中磁性或者可磁化粒子(珠子，例如標(biāo)記)的運(yùn)動(dòng)。優(yōu)選地，該粒子可以被操 縱而直接移動(dòng)到盒的傳感器表面以節(jié)約操作時(shí)間。此外，可通過分別改變?nèi)齻€(gè)電磁子單元 中的一個(gè)、兩個(gè)或者所有的磁場(chǎng)強(qiáng)度而避免粒子在傳感器表面上特定位置的濃度過大由 于對(duì)每個(gè)子單元的分別控制，磁場(chǎng)梯度(與對(duì)粒子起作用的力成比例)可被調(diào)節(jié)以在水平 (與傳感器表面平行)和/或豎直(與傳感器表面垂直)方向中移動(dòng)該粒子。傳感器表面的區(qū)域或者生物傳感器盒的整個(gè)體積可被子單元的可改變磁場(chǎng)影響 和/或穿透。該盒的體積可以被理解為其內(nèi)部體積(排除用于填入測(cè)試樣本的任意入口或 者出口)，包括分析物的測(cè)試樣本可以被插入該內(nèi)部體積中。該盒的傳感器表面的區(qū)域通常 是該盒的平面基底區(qū)域，磁性或者可磁化粒子和/或與要被確定的抗原(分析物)相應(yīng)的
4抗體可以被固定在該平面基底區(qū)域上。有利地，生物傳感器盒鄰近生物傳感器磁體組件布 置以使得該盒的整個(gè)體積可被子單元的磁場(chǎng)影響和/或穿透。在這種情況下，盒中的所有 磁性或者可磁化粒子可被驅(qū)動(dòng)，并且避免了該盒之內(nèi)的幾何約束。優(yōu)選地，各子單元通過間隙彼此間隔。該間隙不一定必須填充材料而是可以填充 周圍環(huán)境的空氣。在另一實(shí)施例中，該間隙可填充電介質(zhì)材料。該電介質(zhì)材料可是塑料模 制材料，該三個(gè)子單元可嵌入該電介質(zhì)材料以使每個(gè)子單元的外部形狀是不明顯的。在優(yōu) 選實(shí)施例中，每個(gè)子單元只有一個(gè)磁極表面或者每個(gè)子單元的兩個(gè)磁極表面都不被電介質(zhì) 材料覆蓋。該電介質(zhì)材料可作為各子單元之間的絕緣體，并可固定各子單元之間的距離以 使各子單元不能相對(duì)于彼此移動(dòng)。因而，可以進(jìn)一步避免幾何約束。在本發(fā)明的實(shí)施例中，子單元位于基底結(jié)構(gòu)上，優(yōu)選在鐵磁軛上?；捉Y(jié)構(gòu)可使對(duì) 生物傳感器磁體組件更簡(jiǎn)單的操作成為可能，并可進(jìn)一步避免當(dāng)各子單元之間的空間，或 者每個(gè)子單元與盒之間的距離彼此不同時(shí)可出現(xiàn)的幾何約束。作為基底結(jié)構(gòu)的鐵磁軛可 通過將磁通量的磁場(chǎng)線集中在該軛內(nèi)部來加強(qiáng)生物傳感器磁體組件的磁場(chǎng)，并因而避免損 耗。具體而言，基底結(jié)構(gòu)可具有立方體形狀，該立方體的長(zhǎng)度和寬度在3mm和IOmm之間，優(yōu) 選5mm，并且高度(即，向著生物傳感器盒的方向)在2和IOmm之間，優(yōu)選4mm。優(yōu)選地，本發(fā)明的生物傳感器系統(tǒng)還包括控制器件。該控制器件可適于通過電控 制分別轉(zhuǎn)換或者調(diào)整每個(gè)子單元的磁場(chǎng)強(qiáng)度。具體而言，該控制器件可以是轉(zhuǎn)換電磁子單 元中磁化取向的轉(zhuǎn)換器件。具體而言，電磁子單元可以包括線圈，優(yōu)選在其內(nèi)部具有可磁 化核心材料；以及電控制，通過其使用流經(jīng)該線圈的電流而改變每個(gè)子單元的磁場(chǎng)強(qiáng)度。在 這種情況下，轉(zhuǎn)換器件適于轉(zhuǎn)換電流流動(dòng)的方向以便轉(zhuǎn)換(各)子單元的磁化取向。另外 或者可選的，控制器件包括適于通過電控制分別調(diào)整每個(gè)子單元以在生物傳感器盒中獲得 預(yù)先確定的磁場(chǎng)梯度的調(diào)整器件?？梢酝ㄟ^調(diào)整器件來針對(duì)每個(gè)子單元分別增加或者降低 磁場(chǎng)強(qiáng)度，例如通過增加或者降低一個(gè)、兩個(gè)或者所有子單元的線圈中的電流。因此，可在 生物傳感器盒中獲得預(yù)先確定的磁場(chǎng)梯度，并且所獲得的磁場(chǎng)梯度可以通過調(diào)整器件在分 析過程的任意時(shí)刻被容易地修改。具體而言，調(diào)整器件適于在與生物傳感器盒的傳感器表面平行(水平)和/或垂 直(豎直)的方向上改變磁場(chǎng)梯度。由于針對(duì)每個(gè)子單元分別調(diào)整磁場(chǎng)強(qiáng)度是可能的，因 此盒中的磁通量密度可變化。因而，生物傳感器盒中的磁性或者可磁化粒子可被控制以在 特定空間方向上移動(dòng)，例如在水平方向(與傳感器表面平行)上或者在豎直方向(與傳感 器表面垂直)上。因而，通過使用調(diào)整器件來改變一個(gè)、兩個(gè)或者所有三個(gè)電磁子單元的磁 場(chǎng)強(qiáng)度，可以在每個(gè)空間方向上控制和加速或者甚至減慢磁性或者可磁化粒子在盒中的擴(kuò) 散。在具體的實(shí)施例中，本發(fā)明的生物傳感器系統(tǒng)是FTIR(受抑全內(nèi)反射，參見圖3的 描述)磁性生物傳感器系統(tǒng)。由于這個(gè)事實(shí)光束和磁場(chǎng)通常確實(shí)不會(huì)彼此干擾，因此在使 用磁性或者可磁化粒子作為標(biāo)記的情況下，用于分析測(cè)試樣本中感興趣分析物的存在，并 且優(yōu)選其數(shù)量的光學(xué)探測(cè)方法是有利的。因而，外部磁性驅(qū)動(dòng)可非常適合用于光學(xué)探測(cè)方 法，因?yàn)榭梢员苊獯艌?chǎng)的傳感器干擾。本發(fā)明還提供用于在生物傳感器盒中操縱磁性粒子運(yùn)動(dòng)的方法。該方法包括步驟 (a)和(b)在步驟(a)中，可分離的生物傳感器盒的傳感器表面布置為鄰近生物傳感器磁體組件。該生物傳感器磁體組件包括三個(gè)電磁子單元，其中每個(gè)子單元的磁場(chǎng)強(qiáng)度可通過 電控制分別改變。在步驟(b)中，每個(gè)子單元的磁場(chǎng)強(qiáng)度可通過電控制分別改變以在生物 傳感器盒中獲得特定的磁場(chǎng)梯度分布。該方法可允許在生物傳感器盒中控制磁性或者可磁 化粒子的運(yùn)動(dòng)以加速分析過程。另外，該分析過程可更加可靠，因?yàn)榭赏ㄟ^改變一個(gè)、兩個(gè) 或者所有該至少三個(gè)磁性子單元的磁場(chǎng)強(qiáng)度來實(shí)現(xiàn)粒子在盒的水平和/或豎直方向上的 均勻分布。在具體實(shí)施例中，該生物傳感器磁體組件和該生物傳感器盒具有如上所述的與本 發(fā)明的生物傳感器系統(tǒng)相關(guān)的相同特征。在進(jìn)一步的具體實(shí)施例中，在本發(fā)明方法中使用 的生物傳感器磁體組件和該生物傳感器盒是如上所述生物傳感器系統(tǒng)的一部分。優(yōu)選地，在生物傳感器盒中獲得的磁場(chǎng)梯度在與該盒的傳感器表面平行和/或垂 直的方向上變化。除了粒子在該盒中的均勻分布，通過改變磁場(chǎng)梯度分布同樣可實(shí)現(xiàn)預(yù)先 確定的非均勻分布。例如，粒子可被梯度驅(qū)動(dòng)而布置在生物傳感器盒的傳感器表面上的連 續(xù)或者間斷的線或者區(qū)域中，以校準(zhǔn)一個(gè)或者多個(gè)粒子線(區(qū)域)的探測(cè)過程。在本發(fā)明的實(shí)施例中，該方法還包括以下步驟在該生物傳感器盒中提供包括可 磁化或者磁性粒子的流體樣本，并且通過電控制來分別改變至少一個(gè)子單元的磁場(chǎng)強(qiáng)度以 修改在該生物傳感器盒中所獲得的磁場(chǎng)梯度分布。至少一個(gè)子單元的磁場(chǎng)強(qiáng)度的進(jìn)一步改 變可以允許磁場(chǎng)梯度分布的重新調(diào)整和精確，以使該梯度適應(yīng)于該生物傳感器盒中的特定 環(huán)境。例如，一些磁性或者可磁化粒子趨于聚結(jié)從而使-首先-粒子必須被驅(qū)散(例如通 過提供在盒的水平方向中與傳感器表面平行的強(qiáng)烈梯度)，然后被分開的粒子可以被操縱 以在盒中向著傳感器表面移動(dòng)，例如通過提供在盒的垂直方向中，即與傳感器表面垂直，的 強(qiáng)烈梯度。在本發(fā)明的具體實(shí)施例中，生物傳感器盒可分離以使該生物傳感器盒的傳感器表 面不再鄰近生物傳感器磁體組件布置。通過分離生物傳感器盒，例如在實(shí)現(xiàn)對(duì)感興趣的分 析物(抗原)的存在或者數(shù)量的光學(xué)測(cè)量之后，該生物傳感器盒可被放置在探測(cè)或者分析 器件中，以進(jìn)一步檢驗(yàn)盒中的傳感器表面或者甚至以再研究該測(cè)量，例如以校準(zhǔn)結(jié)果。“分 離”意味著該盒不會(huì)由于從生物傳感器系統(tǒng)移除而被破壞或者損壞。該盒也可以被銷毀并 用另一新的盒來代替。通過參考以下描述的實(shí)施例作為例證，本發(fā)明的這些和其它方面將是顯而易見 的。


圖1示意性地示出了用于根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的生物傳感器系統(tǒng)的方案；圖2示出了針對(duì)圖1中構(gòu)造的B2梯度的計(jì)算；圖3示意性地示出了用于根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的FTIR生物傳感器系統(tǒng)的方案。
具體實(shí)施例方式圖1示出了包括生物傳感器磁體組件10的生物傳感器系統(tǒng)1的實(shí)施例，該生物傳 感器磁體組件10具有例如可被布置在基底結(jié)構(gòu)24上的三個(gè)電磁子單元20a、20b和20c。 在優(yōu)選實(shí)施例中，每個(gè)子單元包括線圈20a2、20b2、20c2和該線圈內(nèi)部的核心20al、20bl、20cl。通過改變流經(jīng)線圈的電流，可以電控制每個(gè)子單元的磁場(chǎng)強(qiáng)度。在具體實(shí)施例中，各 子單元通過間隙22彼此間隔。通常，三個(gè)子單元20a到20c布置在盒30的面對(duì)該三個(gè)子 單元的一側(cè)。在使用基底結(jié)構(gòu)24的情況下，可分離的盒30鄰近各子單元定位以使生物傳 感器磁體組件10位于基底結(jié)構(gòu)24和盒30之間。間隙22可填充電介質(zhì)材料，例如塑料材 料。此外，盒30如此布置以使其體積被生物傳感器磁體組件的磁場(chǎng)影響和/或穿透。在圖 1中，電磁子單元20a具有北向磁化N，子單元20c具有南向磁化S，并且子單元20b優(yōu)選是 中性的。在圖1中示意性示出了第一和第三子單元之間磁通量的一些相應(yīng)磁場(chǎng)線21 ；為了 清楚原因，未示出中性子單元20b與第一和第二子單元20a、20b之間(僅僅較小的)磁通 量的線。每個(gè)電磁子單元20a、20b或者20c的磁場(chǎng)強(qiáng)度通過電控制分別調(diào)整。根據(jù)本發(fā)明方法的實(shí)施例，在圖1中，盒30的傳感器表面31鄰近生物傳感器磁體 組件10布置，以使三個(gè)電磁場(chǎng)子單元20a、20b和20c的磁場(chǎng)穿透盒30的整個(gè)體積。之后， 通過電控制調(diào)整每個(gè)子單元的磁場(chǎng)強(qiáng)度以改變生物傳感器盒30之內(nèi)的磁場(chǎng)梯度。通過改 變?nèi)齻€(gè)電磁子單元中的一個(gè)、兩個(gè)或者所有的磁場(chǎng)強(qiáng)度，盒中的梯度在特定方向上變化，例 如平行和/或垂直于盒30的傳感器表面31。當(dāng)調(diào)整梯度之后，在盒30中存在的或者在盒 中填裝的磁性或者可磁化粒子根據(jù)驅(qū)動(dòng)它們的力在盒中擴(kuò)散，例如向著傳感器表面移動(dòng)。 當(dāng)粒子移動(dòng)到盒的傳感器表面時(shí)，或者在傳感器表面處探測(cè)粒子的存在之前，盒30中的磁 場(chǎng)梯度可再次被調(diào)整，以例如進(jìn)一步對(duì)梯度以及因而的粒子受控?cái)U(kuò)散進(jìn)行精確。在通過探 測(cè)器(在圖1中未示出)分析盒的傳感器表面31之后，盒30可以從生物傳感器系統(tǒng)1分 離以被除掉；可選地，可通過將可分離盒30放置入單獨(dú)的探測(cè)系統(tǒng)而實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的測(cè)量。圖2示出了針對(duì)圖1所示同一構(gòu)造的磁場(chǎng)梯度的計(jì)算左邊的子單元20a具有北 向磁化N，子單元20c具有南向磁化S,并且子單元20b是中性的。存在于第一和第三子單 元20a和20c之間的中性子單元20b的中心放置在圖2示出的χ-y坐標(biāo)系統(tǒng)的χ = 0[mm] 處。該計(jì)算在三個(gè)子單元的磁極之上Imm的距離處執(zhí)行。此外，y軸上的磁場(chǎng)梯度負(fù)值意 味著對(duì)磁性粒子起作用的力(與VB2成比例)，在盒中向著傳感器表面向下作用。從圖2 顯而易見的是梯度的絕對(duì)值對(duì)于與子單元χ-坐標(biāo)相應(yīng)的χ是小的，而針對(duì)子單元的那些χ 坐標(biāo)之間的χ-坐標(biāo)值的磁場(chǎng)梯度的絕對(duì)值(與力成比例)是高的。因此，粒子的運(yùn)動(dòng)可通 過改變電磁子單元的磁場(chǎng)強(qiáng)度而控制，即通過改變線圈20a2、20b2和20c2的電流。圖3示出的FTIR(受抑全內(nèi)反射)生物傳感器系統(tǒng)11包括具有三個(gè)電磁子單元 200a、200b和200c的生物傳感器磁體組件100，每個(gè)優(yōu)選地包括線圈和該線圈內(nèi)部的核心 以電控制子單元的磁場(chǎng)強(qiáng)度。子單元位于基底結(jié)構(gòu)240上?？煞蛛x盒300鄰近子單元定位 以使生物傳感器磁體組件100放置在基底結(jié)構(gòu)240和盒300之間。與圖1所示的方案類似， 電磁子單元200a具有北磁化方向N，子單元200c具有南磁化方向S，并且子單元200b是中 性的。圖3中示意性示出了第一和第三子單元之間磁通量的一些磁場(chǎng)線210。除了圖1中 的構(gòu)造，圖3中示意性示出了從光源(未示出)，例如激光或者LED，發(fā)射的光束400，其以全 內(nèi)反射角度在面對(duì)生物傳感器磁體組件100的盒表面310處與樣本耦合。如果沒有粒子接 近生物傳感器盒300的傳感器表面310，那么光被完全反射。然而，如果在盒之內(nèi)接近傳感 器表面310存在磁性粒子，那么就違反了實(shí)現(xiàn)全內(nèi)反射的條件。作為其結(jié)果，一部分的光被 散射進(jìn)盒，因而被傳感器表面310反射的光的數(shù)量降低。通過用光學(xué)探測(cè)器(圖3中未示 出)測(cè)量反射光401的強(qiáng)度，就可能估計(jì)與盒300的傳感器表面310接近的磁性粒子的數(shù)
7量。 雖然已經(jīng)在附圖和前述描述中詳細(xì)圖示和描述了本發(fā)明，但是這種圖示和描述被 認(rèn)為是圖示性或者示例性的并且是非限制性的；因而本發(fā)明不限于所公開的實(shí)施例。本領(lǐng) 域技術(shù)人員可以理解并實(shí)現(xiàn)所公開實(shí)施例的變型，并通過對(duì)附圖、公開內(nèi)容和所附權(quán)利要 求書的研究來實(shí)現(xiàn)所主張的發(fā)明。在權(quán)利要求書中，詞語“包括”不排除其它元件或者步驟， 并且不定冠詞“一”或者“一個(gè)”不排除多個(gè)。單獨(dú)的處理器或者其它單元可實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求 中敘述的幾個(gè)項(xiàng)目的功能。在某些措施在相互不同的從屬權(quán)利要求中敘述的這一事實(shí)不表 示這些措施的組合不能被用于有利方面。權(quán)利要求中的任意附圖標(biāo)記不應(yīng)被認(rèn)為限制了范 圍。
權(quán)利要求
一種生物傳感器系統(tǒng)(1；11)，包括(a)生物傳感器磁體組件(10；100)，其包括三個(gè)電磁子單元(20a，20b，20c；200a，200b，200c)，其中，每個(gè)電磁子單元的磁場(chǎng)強(qiáng)度可通過電控制分別改變；以及(b)可分離的生物傳感器盒(30；300)，其包括適于鄰近所述生物傳感器磁體組件(10；100)布置的傳感器表面(31；310)。
2.如權(quán)利要求1所述的生物傳感器系統(tǒng)，其中，可通過由所述子單元生成的可變磁場(chǎng) 來影響所述生物傳感器盒(30 ；300)的整個(gè)體積。
3.如權(quán)利要求1所述的生物傳感器系統(tǒng)，其中，所述子單元(20a，20b，20c；200a, 200b, 200c)通過間隙(22)彼此間隔。
4.如權(quán)利要求3所述的生物傳感器系統(tǒng)，其中，所述間隙(22)填充有電介質(zhì)材料。
5.如權(quán)利要求1所述的生物傳感器系統(tǒng)，其中，所述子單元位于公共基底結(jié)構(gòu)(24; 240)上。
6.如權(quán)利要求5所述的生物傳感器系統(tǒng)，其中，所述基底結(jié)構(gòu)(24;240)是鐵磁軛。
7.如權(quán)利要求1所述的生物傳感器系統(tǒng)，還包括(c)適于分別轉(zhuǎn)換或者調(diào)整每個(gè)子單元的磁場(chǎng)強(qiáng)度的控制器件。
8.如權(quán)利要求7所述的生物傳感器系統(tǒng)，其中，所述控制器件適于在所述生物傳感器 盒(30 ；300)中生成預(yù)先確定的磁場(chǎng)梯度。
9.如權(quán)利要求8所述的生物傳感器系統(tǒng)，其中，所述控制器件適于在與所述生物傳感 器盒(30 ；300)的所述傳感器表面(31 ；310)平行和/或垂直的方向上改變所述磁場(chǎng)梯度。
10.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述系統(tǒng)(1；11)是FTIR磁性生物傳感器系統(tǒng)。
11.一種用于在生物傳感器盒(30;300)中操縱磁性粒子運(yùn)動(dòng)的方法，包括步驟(a)將可分離的生物傳感器盒的傳感器表面(31；310)鄰近生物傳感器磁體組件(10 ； 100)布置，所述生物傳感器磁體組件包括三個(gè)電磁子單元(20a，20b，20c ；200a，200b，200c)，其中，每個(gè)子單元的磁場(chǎng)強(qiáng)度可通 過電控制分別改變，(b)通過電控制分別改變每個(gè)子單元的磁場(chǎng)強(qiáng)度以在所述生物傳感器盒(30;300)中 獲得磁場(chǎng)梯度。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述磁場(chǎng)梯度在與所述生物傳感器盒(30;300) 的所述傳感器表面(31 ；310)平行和/或垂直的方向中可改變。
13.如權(quán)利要求11所述的方法，還包括在所述生物傳感器盒(30 ；300)中提供包括可磁化的或者磁性的粒子的流體樣本；通過電控制來分別改變每個(gè)子單元的磁場(chǎng)強(qiáng)度以修改在所述生物傳感器盒中獲得的 磁場(chǎng)梯度。
14.如權(quán)利要求11所述的方法，還包括分離所述生物傳感器盒(30 ；300)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種生物傳感器系統(tǒng)(1)，其中該系統(tǒng)包括具有至少三個(gè)電磁子單元(20a，20b，20c)的生物傳感器磁體組件(10)。每個(gè)電磁子單元的磁場(chǎng)強(qiáng)度可通過電控制分別改變。另外，該系統(tǒng)包括可分離的生物傳感器盒(30)，其具有傳感器表面并適于被布置為使傳感器表面鄰近該生物傳感器磁體組件(10)。本發(fā)明還提供一種用于在生物傳感器盒(30)中操縱磁性粒子的運(yùn)動(dòng)的方法。該方法包括步驟(a)和(b)在步驟(a)中，可分離的生物傳感器盒(30)的傳感器表面布置為鄰近生物傳感器磁體組件(10)。該生物傳感器磁體組件包括三個(gè)電磁子單元(20a，20b，20c)，其中每個(gè)子單元的磁場(chǎng)強(qiáng)度可通過電控制分別改變。在步驟(b)中，每個(gè)子單元的磁場(chǎng)強(qiáng)度可通過電控制分別改變以在生物傳感器盒(30)中獲得磁場(chǎng)梯度。
文檔編號(hào)G01R33/12GK101925818SQ200980103246
公開日2010年12月22日 申請(qǐng)日期2009年1月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月28日
發(fā)明者M·奧夫揚(yáng)科, P·J·W·范蘭卡威爾特 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司