一種具有信號校準(zhǔn)功能的磁敏生物傳感器系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及用于化學(xué)和生物多樣品檢測的磁敏生物傳感器技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種具有信號校準(zhǔn)功能的磁敏生物傳感器系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]磁敏傳感器是傳感器產(chǎn)品的一個重要組成部分，已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用，如電腦硬盤中的磁存儲器、汽車中的角度傳感器等。1998年baselt等人首次報道了利用標(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)分子的研宄，由此開創(chuàng)了磁敏傳感器在生物技術(shù)領(lǐng)域應(yīng)用研宄的先例。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，通過對順磁顆粒數(shù)量的檢測確定靶標(biāo)分子的含量。
[0003]但是，磁敏生物傳感器技術(shù)的一個關(guān)鍵問題是信號的不穩(wěn)定性。一個明顯的可以引起不穩(wěn)定性的因素是溫度，當(dāng)傳感器的溫度發(fā)生變化時，磁敏生物傳感器信號隨之而變，影響測試結(jié)果的準(zhǔn)確性。為解決此問題，斯坦福大學(xué)的研宄人員采用了用載波信號校準(zhǔn)磁信號的辦法。簡單來說，當(dāng)溫度變化時，磁敏生物傳感器的電阻發(fā)生變化，這個變化和磁信號的變化有一定的對應(yīng)關(guān)系，通過檢測磁敏生物傳感器的電阻的變化就可以校準(zhǔn)磁信號的變化。
[0004]另一個可以對信號引起干擾的因素是外界磁場，如大地的磁場、臨近設(shè)備產(chǎn)生的磁場、臨近導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場等等。由于磁敏生物傳感器異常靈敏，所以外界微小磁場的變化也會引起不可忽略的干擾，使測試結(jié)果的可靠性受到嚴(yán)重影響?，F(xiàn)有技術(shù)通過將參考器件與磁敏生物傳感器設(shè)計成具有橋式電路的監(jiān)測裝置來試圖消除微小磁場變化對測試結(jié)果產(chǎn)生的影響。但是這種電路結(jié)構(gòu)不能消除溫度變化對信號的影響。
[0005]經(jīng)過試驗驗證技術(shù)人員發(fā)現(xiàn)，上述斯坦福大學(xué)的研宄人員提供的技術(shù)可以消除一部分溫度變化對信號的干擾，但是還遠(yuǎn)不能達(dá)到實際應(yīng)用的要求。尤其是當(dāng)干擾源是除溫度以外的其他因素時，上述斯坦福大學(xué)的研宄人員采用的用載波信號校準(zhǔn)磁信號的辦法在此不適用。因此，基于磁敏生物傳感器的檢測技術(shù)需要一個能夠有效消除電、磁、溫度漂移等因素對信號引起的干擾的辦法和實施方案。
[0006]因此，需要提供一種具有信號校準(zhǔn)功能的磁敏生物傳感器系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠有效消除電場、磁場、溫度漂移等因素對信號引起的干擾。
【實用新型內(nèi)容】
[0007]本實用新型的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種具有信號校準(zhǔn)功能的磁敏生物傳感器系統(tǒng)，以消除電場、磁場、溫度漂移等因素對信號引起的干擾。
[0008]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用下述技術(shù)方案:
[0009]一種具有信號校準(zhǔn)功能的磁敏生物傳感器系統(tǒng)，該磁敏生物傳感器系統(tǒng)包括形成在襯底上的一個參照器件和至少一個磁敏傳感器；
[0010]所述參照器件包括形成在襯底上的傳感層和形成在傳感層上的隔離層，所述傳感層的材料和構(gòu)造與所述磁敏傳感器的材料和構(gòu)造相同或相應(yīng)，所述隔離層的材料和厚度被選擇為使得所述傳感層無法檢測到待測磁顆粒的信號；
[0011]所述參照器件的一端和每一個所述磁敏傳感器的一端分別連接到公共地端，所述參照器件的另一端用作參考輸出端，每一個所述磁敏傳感器的另一端分別用作感測信號輸出端。
[0012]優(yōu)選地，所述隔離層的厚度為lnm-100 μπι。
[0013]優(yōu)選地，所述隔離層的材料為二氧化硅、氮化硅和物理屬性光滑的高分子材料的組合。
[0014]優(yōu)選地，所述隔離層的材料為二氧化硅、氮化硅、光刻膠、聚苯乙烯和聚氯乙烯的組合。
[0015]優(yōu)選地，所述隔離層為與待測磁顆粒表面的抗原層不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的抗體層。
[0016]進(jìn)一步優(yōu)選地，所述隔離層的材質(zhì)為小牛血清。
[0017]優(yōu)選地，所述磁敏生物傳感器系統(tǒng)還包括分別與所述參照器件的參考輸出端和各磁敏傳感器的感測信號輸出端電連接的多個信號放大器。
[0018]本實用新型的有益效果如下:
[0019]本實用新型的具有信號校準(zhǔn)功能的磁敏生物傳感器系統(tǒng)包括能夠檢測本底信號的參照器件，通過從磁敏傳感器檢測得到的待測磁顆粒的感測信號中扣除參照器件的傳感層檢測得到的本底信號即可得到校準(zhǔn)后的待測磁顆粒的感測信號，因此能夠有效消除電場、磁場、溫度漂移、以及信號傳輸通道的不穩(wěn)定性引起的信號幅度的變化，從而改善檢測結(jié)果的精確性和可靠性。
【附圖說明】
[0020]下面結(jié)合附圖對本實用新型的【具體實施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0021]圖1為本實用新型實施例1提供的具有信號校準(zhǔn)功能的磁敏生物傳感器系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2為本實用新型實施例1提供的具有信號校準(zhǔn)功能的磁敏生物傳感器系統(tǒng)的剖面示意圖；
[0023]圖3為本實用新型實施例2提供的具有信號校準(zhǔn)功能的磁敏生物傳感器系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0024]為了更清楚地說明本實用新型，下面結(jié)合優(yōu)選實施例和附圖對本實用新型做進(jìn)一步的說明。附圖中相似的部件以相同的附圖標(biāo)記進(jìn)行表示。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，下面所具體描述的內(nèi)容是說明性的而非限制性的，不應(yīng)以此限制本實用新型的保護范圍。
[0025]實施例1
[0026]如圖1所示，本實施例提供的具有信號校準(zhǔn)功能的磁敏生物傳感器系統(tǒng)包括一個參照器件I1和一個磁敏傳感器120。參照器件110和磁敏傳感器120的一端都與公共地端130電連接，參照器件110的另一端與第一信號放大器141電連接，磁敏傳感器120的另一端與第二信號放大器142電連接。
[0027]如圖2所示，參照器件210和磁敏傳感器220都形成在襯底201上，參照器件210為雙層結(jié)構(gòu)。參照器件210包括傳感層211和隔離層212，傳感層211形成在襯底201上，隔離層212形成在傳感層211上。參照器件210的傳感層211的材料和構(gòu)造與磁敏傳感器220的材料和構(gòu)造相同或相應(yīng)。參照器件210的傳感層211與隔離層212的材質(zhì)不同。參照器件210的隔離層212的材料和厚度被選擇為使得傳感層211無法檢測到待測磁顆粒的信號。優(yōu)選地，參照器件210的隔離層212的厚度為lnm-100 μπι。
[0028]磁敏傳感器210用于檢測待測磁顆粒產(chǎn)生的信號，磁敏傳感器210例如是MTJ磁敏傳感器。參照器件210的傳感層211用于檢測環(huán)境的本底信號，且該本底信號不包括待測磁顆