專利名稱：定量檢測磁微粒局部積累的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及檢測磁微粒的存在，尤其涉及通過交流勵磁和感應(yīng)檢測勵磁頻率所導(dǎo)致的微粒的振動的磁力矩振幅的方法，來定量檢測這些磁微粒的積累。
一個廣泛使用的用于檢測所關(guān)心的化合物微粒的存在與否的方法(被稱做分析)是免疫測定法。在該方法中，對給定分子種類(稱為配合基)的檢測需要通過使用第二種分子種類(稱為反配合基或受體)實現(xiàn)，反配合基或受體一定要專門結(jié)合到有關(guān)的第一種化合物上。檢測配合基是否存在是通過直接或間接的檢測或推斷配合基和反配合基之間的結(jié)合范圍來實現(xiàn)的。
在美國專利4，537，861(Elings et al．)中討論了幾種檢測和測量方法。該專利說明了幾種用來完成在配合基和反配合基之間有結(jié)合(binding)反應(yīng)的溶液中的同類免疫的方法，典型的配合基和反配合基是抗原和抗體。Elings的文件創(chuàng)建了一個空間模式，該模式由反配合基材料和配合基材料的分離區(qū)域的空間陣列形成，這些材料分散分布，與反配合基材料的分離區(qū)域空間陣列相互作用，產(chǎn)生配合基和反配合基之間在空間模式的結(jié)合反應(yīng)，該結(jié)合的混合物標(biāo)記有特定的物理特征。當(dāng)有標(biāo)記的結(jié)合混合物在空間模式中累積時，可以通過掃描裝置提供預(yù)期的免疫測定。掃描裝置可以基于熒光，光密度，光分散，顏色和反射比等等。
根據(jù)Elings所述，通過施加局部磁場到有帶磁微粒的耦合(bind)混合物的溶液，有標(biāo)記的耦合混合物在特別準(zhǔn)備的表面或者光透明導(dǎo)管或容器上聚積。磁微粒的大小范圍是0．01到50微米。一旦耦合混合物在溶液中磁聚集，就可以采用前面描述的掃描技術(shù)。
磁鐵礦形成的磁微粒和惰性矩陣材料長期以來被用于生物化學(xué)領(lǐng)域。它們的直徑大小范圍從幾個納米到幾個微米，含磁鐵礦的范圍從15％到100％。他們通常被描述為過順磁鐵微粒，如果大小范圍較大，就稱做磁珠。通常的方法是在這些微粒的表面涂上一些生物活性材料，這些材料將導(dǎo)致它們與有關(guān)的特定微小物質(zhì)或微粒(比如蛋白質(zhì)、病毒、細胞、DNA片段)緊密結(jié)合。這些微粒就成為可以通過磁場來移動物體或免疫物體的“把柄”，磁場通常用強大的永久磁鐵提供。Elings的專利是使用磁微粒做標(biāo)簽的一個例子。在商業(yè)上可以獲得完成此目標(biāo)的用稀土磁鐵或磁極片特別制造的產(chǎn)品。
盡管這些磁微粒在實踐中只被用于移動或免疫耦合的物體，但是人們已經(jīng)做了一些實驗性工作，使用微粒做標(biāo)簽來檢測耦合物體的存在。標(biāo)簽通常采用放射性、熒光性或磷光性分子耦合到所關(guān)心的物體上。如果在足夠小的數(shù)量下可以檢測，那么磁標(biāo)簽是一種非常吸引人的技術(shù)，因為其它標(biāo)簽技術(shù)都有各種不同的嚴(yán)重弱點。放射性方法產(chǎn)生健康問題和處理問題，而且相對慢。熒光或磷光技術(shù)在量化精度和動態(tài)范圍方面有局限，因為發(fā)射的光子被樣品中的其它材料吸收。參見日本專利出版物63-90765，1988年4月21日出版(Fujiwara et al．)。
因為來自非常微小容量的磁微粒的信號十分微弱，研究人員很自然的就試圖建立基于超導(dǎo)量子干涉裝置(SQUIDs)的檢測器。超導(dǎo)量子干涉裝置放大器是眾所周知的在許多情形下的最敏感的磁場檢測裝置。但是，使用該方法有一些具體的困難。因為超導(dǎo)量子干涉裝置的拾取線圈必須維持在低溫學(xué)的溫度，所以樣品必須被冷卻以便獲得與這些線圈的最大程度的耦合。該過程導(dǎo)致檢測變得難以接受的冗長乏味。超導(dǎo)量子干涉裝置本身的復(fù)雜性和低溫學(xué)組件導(dǎo)致它難以作為廉價的桌面儀器使用。即使是基于“高科技”超導(dǎo)體的設(shè)計也不能完全克服這些阻礙，而且還會引入一些新困難(Fugiwara et al．)。
還有更多的傳統(tǒng)方法來檢測和量化磁微粒。這些方法涉及一定形式的磁力計，樣品被放置在強磁場中并檢測樣品受力情況，通常是檢測當(dāng)強度變化時樣品的明顯的重力改變。該技術(shù)的一個例子顯示于Rohr專利5，445，970和5，445，971。更復(fù)雜的技術(shù)是檢測微粒對微小機械懸臂偏轉(zhuǎn)或振動的影響。(Baselt et al．，″基于力顯微技術(shù)的生物傳感器″，海軍研究實驗室，J．Vac，Science Tech．B．Vol 14，No．2(5pp)(1996年4月))。這些方法都有局限性，因為它們依賴于把固有的磁效應(yīng)轉(zhuǎn)換成機械響應(yīng)。這些響應(yīng)必須與大量的其它類型的機械效應(yīng)如震動，粘性，和浮性等區(qū)別開。
能夠直接檢測和量化非常少量的磁微粒的廉價的、室溫的桌面儀器將有十分重要的應(yīng)用。
本發(fā)明描述一般而言，本發(fā)明提供一種直接檢測和測量非常小的累積磁微粒(比如磁鐵礦)以及它們所耦合的相關(guān)物質(zhì)的方法和裝置。
本發(fā)明本質(zhì)上由采用磁微粒來定量檢測目標(biāo)微粒的裝置組成，磁微粒和目標(biāo)微粒結(jié)合起來形成磁耦合混合樣品，所述裝置包括帶有按定義的模式存放的樣品的可移動底座；施加可變磁場到樣品的導(dǎo)磁體；有輸出信號導(dǎo)體的磁場傳感元件；移動所述樣品到磁場以及與所述傳感元件有操作關(guān)系產(chǎn)生結(jié)果輸出信號的裝置；包括處理器和分析元件的信號處理器，該信號處理器從所述傳感元件轉(zhuǎn)換所述輸出信號來提供對一定模式的樣品的數(shù)量的信號指示；以及轉(zhuǎn)換所述數(shù)量指示信號為人們有用的形式的裝置。
磁微?；虼胖槔靡阎姆椒詈系侥繕?biāo)微粒，從而提供磁樣品元件或磁耦合混合物。磁樣品元件的一個定義明確的模式是在平面底座上存放，然后施加高振幅高頻率的磁場來激勵樣品中的磁微粒。這導(dǎo)致磁微粒象局部化的磁極一樣以激勵頻率振蕩。來自樣品的磁場與感應(yīng)傳感線圈緊密耦合，傳感線圈制成梯度計結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)使得傳感線圈對用于激勵樣品的大而一致的磁場盡可能最大程度的不敏感。而且，線圈的幾何形狀被設(shè)計成與樣品的空間模式匹配，以便根據(jù)樣品和線圈的相對位置而提供變化明顯的較大的響應(yīng)。經(jīng)過傳感線圈的感應(yīng)電壓被仔細放大并通過相位敏感檢測處理。來自驅(qū)動磁場本身的感應(yīng)拾取作為相位檢測器電路的參考信號。相位檢測器的輸出被進一步濾波，然后數(shù)字化。
通過相對傳感線圈陣列移動樣品來調(diào)制信號振幅。這允許人們僅僅因為線圈的不均衡，驅(qū)動磁場的不一致性，電路的交叉，或任何其它不是來自樣品本身的明顯的信號源而拒絕信號。對信號振幅相對樣品位置的數(shù)字化成形曲線與使用合適的曲線擬合技術(shù)獲得的理論響應(yīng)曲線做比較。這提供了在固有的儀器噪聲和偏移基礎(chǔ)上的非常精確的樣品磁內(nèi)容估計。
圖2是

圖1中的本發(fā)明的傳感線圈實施例的放大平面圖。
圖3是圖1的本發(fā)明的機械示意透視圖。
圖4是圖1的本發(fā)明的電子示意方框圖。
圖4A是圖1中放置傳感線圈的底座的放大的平面圖。
圖4B是底座連接頭金屬外殼的透視圖。
圖5是圖1本發(fā)明的傳感線圈的另一個實施例的放大平面圖。
圖6是當(dāng)要測量的材料穿過傳感線圈時傳感線圈輸出信號的波形。
優(yōu)選實施例下面參照附圖，尤其是圖1到3，說明本發(fā)明的優(yōu)選實施例。
讀出模塊讀出模塊包含幾個不同的子系統(tǒng)，它們是帶有底座的樣品移動控制，在該底座上駐留有供檢測的磁耦合混合物樣品，并且該樣品移動控制提供在系統(tǒng)內(nèi)必要的相對運動；導(dǎo)磁體，該導(dǎo)磁體將激勵信號施加到樣品；傳感線圈，它作為信號拾取裝置來拾取樣品產(chǎn)生的信號；驅(qū)動電路，為導(dǎo)磁體線圈提供驅(qū)動電流；放大器／相位檢測器／數(shù)字化器，用于耦合到傳感線圈來接受和處理輸出信號；微處理器芯片，在外部個人電腦(PC)和讀出模塊之間提供雙向通信。
A．樣品運動控制通過傳統(tǒng)方法把磁微粒耦合到目標(biāo)微粒來創(chuàng)建磁耦合混合樣品。目標(biāo)微粒可以包括原子、單個分子和生物細胞等。磁耦合混合樣品累積幾個到幾百個微粒，并在接近底座或圓盤12(圖3)的預(yù)定位置11沉淀。形成耦合混合物的方法和把它們附加到圓盤的預(yù)定位置的方法是眾所周知的，可以采用標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)。圓盤被裝配在軸13上并向下延伸到鋸齒狀輪盤14。合適的旋轉(zhuǎn)裝置，比如步進電動機16，有軸17在其末梢延伸到蝸輪組件15。電動機跟蹤PC66通過線路18施加的信號控制圓盤12的旋轉(zhuǎn)運動。當(dāng)然，如果需要，也可以采用無線裝置來耦合PC和本發(fā)明的系統(tǒng)。
在優(yōu)選實施例中，如目前考慮的，圓盤12的直徑大約47毫米，厚度大約0．25毫米?？梢杂貌Ａ?、塑料或硅等制作圓盤。出于實用的目的，其厚度范圍大約是0．1毫米到1．0毫米。在本特定的實例中，輪盤14通過軸13與圓盤12連接，由電動機16通過120齒的蝸輪減速裝置旋轉(zhuǎn)。當(dāng)然，可以采用各種不同的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置。
導(dǎo)磁體21通過旋轉(zhuǎn)裝置(比如步進電動機22)相對于圓盤12線性移動，該電動機的軸24上有每循環(huán)40轉(zhuǎn)的引導(dǎo)螺桿23。軸套25配置有內(nèi)部螺紋的孔，其螺紋與螺旋形引導(dǎo)螺桿的螺紋相配合?？刂菩盘枏奈⒂嬎銠C65通過線路26施加到電動機22。同樣的，此處說明的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的具體情況只是一個例子，也可以采用其它有不同特征的合適的元件。
B．導(dǎo)磁體在優(yōu)選實施例中，鐵素體環(huán)型磁芯31(圖4)有一個大約1．5毫米寬的缺口32。在描述的實施例中該磁芯直徑大約30毫米。驅(qū)動線圈33纏繞成一個單層，覆蓋環(huán)型磁芯31的270度的范圍，線圈相對缺口對稱。反饋回路34纏繞在環(huán)型鐵心體上，其位置在缺口大約180度的位置(與缺口相對)。回路34可以在線圈33的外部或在線圈33和環(huán)型磁芯之間。根據(jù)必要和合適的反饋函數(shù)，它可以由幾個或許多圈組成。反饋回路的目的是傳感或表達缺口32的磁場，使信號處理或輸出電路對溫度漂移等現(xiàn)象能夠自校正。這用于增強精度，不是本系統(tǒng)的必要操作。環(huán)型鐵心導(dǎo)磁體陣列裝配在絕緣體內(nèi)室35，后者可以用光纖玻璃組成。內(nèi)室35有對應(yīng)缺口32的位置的槽36(圖4)。該槽／缺口成型并進行配置，來選擇性接受可旋轉(zhuǎn)圓盤12的邊緣，并提供空間給傳感線圈底座，下面將詳細描述。
C．傳感線圈現(xiàn)在特別參考圖2，4，和4A，絕緣體底座41被裝配在內(nèi)室35的槽36中，并延伸到缺口32。在最近的一端提供耦合襯墊40，42，傳感線圈43被裝配在臨近末梢的底座上。底座最好用石英或硅制成，傳感元件是薄膜細銅線圈?？梢允褂脴?biāo)準(zhǔn)細薄膜制造技術(shù)來構(gòu)造底座和傳感線圈，進入和離開每個線圈的導(dǎo)體在兩個不同的層次上。比如，可以通過標(biāo)準(zhǔn)的影印石板處理方法把進入跡線49放置在底座表面，一層發(fā)散的石英被覆蓋到進入導(dǎo)體上，然后線圈43和輸出導(dǎo)體44也采用類似的方法，并在其頂部增加保護性的石英層?？梢允褂猛ǔ５姆椒▉磉B接各層。
傳感線圈成序列的對接形成梯度計結(jié)構(gòu)，并通過傳導(dǎo)跡線(conductive traces)44，49連接到耦合襯墊40，42，通過雙絞線45連接到信號處理線路。采用雙絞線有助于減少漂移信號或干涉拾取。
在圖2所示的螺旋狀線圈的寬度大約5微米，螺旋狀跡線之間的斜度大約10微米。傳感線圈跡線的厚度通常為1微米左右。每個完全的線圈的直徑是0．25毫米左右。
底座41做的相對長而窄，耦合襯墊40，42相對遠離環(huán)型鐵心缺口，這有助于最小化焊接導(dǎo)線45的漂移拾取。在耦合區(qū)域采用金屬外殼46(圖4B)來進一步減少漂移信號或干涉拾取。線路連接之后把底座的最近連接頭滑進槽50。金屬外殼實質(zhì)上是一小段有較厚圍墻的圓桶，通常用銅制成。金屬外殼提供電磁屏蔽，有利于機械處理，但對本發(fā)明的系統(tǒng)而言不是必須的。
傳感線圈的另一個實施例參見圖5。平面配置的線圈47被拉長為矩形。其跟蹤范圍與圖2的線圈大約一致，而且組合的線圈寬度也是0．25毫米左右。線圈長度大約1-2毫米，線圈通過導(dǎo)線48，51連接到耦合襯墊52，53。
D．驅(qū)動電路磁驅(qū)動電路，如圖4左邊所示，包含一對高電流、高速度的可操作的放大器54，55。變壓器的主繞組56提供電力，放大器提供超過一安培的驅(qū)動電流以大約200KHz的頻率來磁化或驅(qū)動線圈33。驅(qū)動電路高度平衡來最小化傳感回路或線圈43，47中的共模噪聲拾取。較小的次繞組57沿磁化線圈耦合到回路34，提供反饋電壓來操作放大器54，55，振蕩維持在經(jīng)過調(diào)整的振幅和頻率上。次繞組57還為下面描述的相位檢測電路提供優(yōu)化參考信號。
E．放大器／相位檢測器／數(shù)字化器低噪聲集成裝置放大器是該電路的基礎(chǔ)，盡管使用分立元件可能獲得更好的噪聲性能。放大器61是耦合到傳感線圈的變壓器，從而減少共模噪聲信號，為消除導(dǎo)磁體和傳感線圈的不平衡提供方便。變壓器耦合方法是傳統(tǒng)的，位于放大器61內(nèi)，但在圖中沒有特別畫出。相位敏感探測器62也采用特定目標(biāo)的集成電路設(shè)計。相位檢測器的輸出被施加到低通濾波器63，然后在A／D轉(zhuǎn)換器64中數(shù)字化。轉(zhuǎn)換器應(yīng)有高分辨率，比如20比特∑-△轉(zhuǎn)換器。該轉(zhuǎn)換器芯片在60Hz和50Hz頻率處有極好的噪聲抑制能力，這對最大程度的提供儀器的敏感性有幫助。它可以從許多制造商處獲得。
F．微計算機微計算機65包括微處理器芯片比如Motorola HC11，和內(nèi)置端口來提供雙向串行通信到PC 66，通過插入PC的串行口。它還提供與串行A／D轉(zhuǎn)換器64和步進電動機16和22通信的專用部件。簡單的命令語言直接編寫到微計算機65，允許PC發(fā)送命令和接受響應(yīng)和數(shù)據(jù)。
G．人機界面PC提供本發(fā)明系統(tǒng)的操作命令。它通過一個RS232接口運行系統(tǒng)，比如說，從微計算機的RS232接口。
H．系統(tǒng)操作以相對直接和熟悉的裝置，包含樣品的磁微粒復(fù)合體的明確定義的圓點或圖案，在圓盤12的接近邊緣的一個或多個位置11沉積。跟蹤來自PC的的控制信號，給步進電動機22施加電壓使之旋轉(zhuǎn)引導(dǎo)螺桿23向樣品圓盤12移動導(dǎo)磁體陣列。當(dāng)接近圓盤12的邊緣的樣品位置11與在環(huán)型鐵心缺口32中間的傳感線圈43，47對齊時，步進電動機22停止運轉(zhuǎn)，高振幅(比如1安培)高頻率(200KHz)信號被施加到環(huán)型鐵心驅(qū)動線圈33。然后，來自PC66的信號驅(qū)動步進電動機16旋轉(zhuǎn)圓盤從而移動樣品圓點經(jīng)過傳感線圈。缺口32的高振幅高頻率磁場就激勵缺口中的磁微粒樣品。有意驅(qū)動環(huán)型磁芯飽和，使缺口的磁場強度達到大約1000奧斯特。磁微粒就會以激勵頻率產(chǎn)生磁振蕩，其行為就象局部化磁極一樣。假設(shè)磁微粒的物理位置十分接近傳感線圈，來自樣品的磁場就緊密耦合到測坡器配置的傳感線圈。因為測坡器配置的傳感線圈，所以傳感線圈相對大而一致的激勵磁場的輸出實質(zhì)為0或無。為了獲得最大可能的響應(yīng)，傳感線圈的幾何形狀配置成與樣品的空間模式匹配。即，樣品圖案點不能大于大約0．25毫米。根據(jù)樣品和線圈的相對位置，響應(yīng)信號發(fā)生明顯的改變。
傳感線圈在有驅(qū)動磁場而無樣品存在的環(huán)境中的信號作為本發(fā)明的信號處理部分的參考信號。隨著樣品移動穿過一個又一個傳感線圈，這些線圈輸出信號的相位反轉(zhuǎn)180度，如圖6所示，從而提供非常強有力的檢測技術(shù)。感應(yīng)電壓被放大器61放大，經(jīng)相位檢測器62處理。信號經(jīng)過濾波、數(shù)字化，通過微計算機65傳遞到PC提供到PC的輸出信號。指示器67可以是任意類型的有用的裝置來為系統(tǒng)操作員提供信息。它可以是可視指示器，用數(shù)字或圖形裝置傳遞信息；也可以是某些類型的光系統(tǒng)，或者是聲音指示器，或者是這些或其它指示器的組合。
通過相對傳感線圈陣列移動樣品可以調(diào)制輸出信號振幅。這允許只因為系統(tǒng)和外部輸入而不是因為樣品本身而拒絕信號。對信號振幅相對樣品位置的數(shù)字化成形曲線與使用合適的經(jīng)典曲線擬合技術(shù)獲得的存儲在PC66中的理論響應(yīng)曲線做比較。該操作的結(jié)果提供了在排除了固有的儀器噪聲和偏移基礎(chǔ)上的非常精確的樣品磁內(nèi)容估計。
盡管上面描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，但本發(fā)明的一些其它可選實施例也應(yīng)該提到。我們前面介紹了兩種傳感器線圈，但還有一些其它可行的配置。前面提到的導(dǎo)磁體相對樣品圓盤移動，但如果需要，可以把圓盤和耦合步進電動機配置成相對磁驅(qū)動陣列移動。前面提到的環(huán)型磁芯采用矩形區(qū)域，但也可以采用其它形狀。至于在圓盤12的點11位置的樣品微粒的數(shù)目，舉例說明，樣品元件的0．25毫米點可以包含大約10個5微米大小的磁微粒。或大約1200個1微米大小的微粒。
根據(jù)上面的描述，對于可應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域的熟練人員而言，有可能對本發(fā)明做各種不超出所附權(quán)利要求的精神和范圍的修改和改進。
權(quán)利要求
1．一種利用磁微粒定量檢測目標(biāo)微粒的裝置，其中的磁微粒和目標(biāo)微粒被結(jié)合形成磁耦合復(fù)合樣品，所述裝置包括一個可移動的底座(12)，所述樣品以限定的模式沉積其上；用于在樣品上施加交變磁場的導(dǎo)磁體(31，32，33)；具有輸出信號導(dǎo)體(45)的磁場(43)傳感元件；用于將所述樣品移入磁場并與所述傳感元件產(chǎn)生操作關(guān)系的裝置(22，23，24，25和14，15，16，17)，其中所述傳感元件有結(jié)果輸出信號；信號處理器(62，64，65，66)，所述信號處理器包括處理器和分析元件，用于將所述傳感元件的所述輸出信號進行轉(zhuǎn)換處理，以提供指示一個模式的所述樣品數(shù)量的信號；以及用于轉(zhuǎn)換所述數(shù)量指示信號到可為人所用形式的裝置(67)。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述傳感元件是感應(yīng)傳感線圈。
3．根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中所述傳感元件是兩個分開的傳感線圈。
4．根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其中所述傳感線圈按測坡器配置連接。
5．根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其中所述傳感線圈是循環(huán)的螺旋形。
6．根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其中所述傳感線圈的形狀是矩形。
7．根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述移動裝置在所述樣品和所述磁場施加裝置之間提供二維相對運動。
8．根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其中所述移動裝置包括電動機(22)和螺桿裝置(23，24，25)，用于相對于所述可移動底座線性移動磁場施加裝置；以及電動機裝置(14，15，16，17)，用于以預(yù)定方式移動所述可移動底座和樣品經(jīng)過磁場施加裝置。
9．根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述施加磁場的裝置包括在一邊有缺口(32)的環(huán)型磁芯(31)；纏繞在所述磁芯上但在所述缺口處留空的驅(qū)動線圈(33)；以及施加交流電源到所述驅(qū)動線圈的裝置。
10．根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，進一步包括耦合到所述磁芯和驅(qū)動線圈的反饋回路(34)，所述反饋回路的輸出被連接到所述信號處理器(62)，使所述信號處理器對外部影響進行自校正。
11．根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其中所述傳感元件(43)以固定的關(guān)系被裝配在傳感器底座(41)并延伸進入所述缺口。
12．根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其中所述傳感元件是兩個分開的傳感線圈，裝配在所述傳感器底座上，并連接成梯度計結(jié)構(gòu)，所述傳感線圈被放置在所述缺口處。
13．根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述信號處理器包括耦合到所述傳感元件的輸出端的放大器(61)；連接到所述放大器以調(diào)節(jié)輸出信號工況的相位敏感探測器(62)；將輸出信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字形式的模數(shù)轉(zhuǎn)換器(64)；以及用來接受所述數(shù)字信號并將其轉(zhuǎn)換為人們可利用的形式并給所述裝置提供控制信號的計算裝置(65，66，67)。
14．根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其中所述可移動底座是圓盤，其上施加有多個模式的樣品；以及所述電動機是步進電動機，適合于根據(jù)來自所述信號處理器的信號旋轉(zhuǎn)所述圓盤。
15．根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，其中所述傳感器底座被加長，并在其臨近端有耦合襯墊(40，42)與導(dǎo)體(44，49)連接，用于從所述傳感線圈輸入輸出信號，所述傳感線圈被裝配在所述傳感器底座的末端，所述傳感器底座進一步包括圍繞所述耦合襯墊和所述傳感底座的所述臨近端的導(dǎo)體外殼(46)，用來減少漂移信號和干涉拾取。
16．一種用于定量測量耦合到磁微粒的目標(biāo)微粒以形成磁耦合復(fù)合樣品的方法，所述方法包括如下步驟在底座(12)上施加至少一個樣品模型(11)；在限定的位置建立磁場；以定義的方式移動所述樣品穿越磁場，激勵磁微粒按模式分布并產(chǎn)生振蕩；檢測磁微粒振蕩產(chǎn)生的磁場；以及建立振蕩磁微粒數(shù)量的一個信號表示，并將此信號表示轉(zhuǎn)換可為人所用的形式。
17．根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，所述檢測步驟由一對連接成梯度計結(jié)構(gòu)的傳感線圈(43)完成。
18．根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，所述底座是可旋轉(zhuǎn)的圓盤。
19．根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中，所述磁場在缺口(32)處建立，在環(huán)型磁芯(31)上有纏繞其上的驅(qū)動線圈(33)。
20．根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，進一步包括如下步驟在圓盤邊緣的至少一個區(qū)域，施加相互分隔的多組樣品模型；移動圓盤邊緣進入環(huán)型鐵心核心的缺口；以及旋轉(zhuǎn)圓盤以便樣品穿過缺口。
21．根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中所述磁場在環(huán)型磁芯(31)建立，驅(qū)動繞組(33)纏繞在磁芯上，轉(zhuǎn)換的步驟由信號處理器完成，所述方法進一步包括如下步驟施加交流驅(qū)動信號給驅(qū)動線圈來建立磁場；把驅(qū)動線圈的交流驅(qū)動信號反饋給信號處理器(62，64，65，66)；以及使用反饋信號校正信號處理器受外部影響而產(chǎn)生的錯誤。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于定量測量磁微粒組的裝置,這些微粒與將被確定的物質(zhì)復(fù)合并在一個磁場中被激勵。因此,磁微粒(11)導(dǎo)致按偶極裝置以激勵頻率振蕩,而產(chǎn)生它們自己的磁場。這些磁場被感應(yīng)耦合到按梯度計的構(gòu)造制作的傳感線圈(43)上。對從傳感線圈輸出的信號進行相應(yīng)的放大和處理以提供有用的輸出指示。
文檔編號G01N33/543GK1279764SQ98811381
公開日2001年1月10日 申請日期1998年8月27日 優(yōu)先權(quán)日1997年11月21日
發(fā)明者邁克爾·班克羅夫特·西蒙茲 申請人:量子設(shè)計有限公司