用于检测生物信息的装置的制作方法

本发明属于医学领域，涉及免疫层析技术，具体涉及一种用于检测生物信息的装置。

背景技术：

免疫层析法是建立在层析技术和抗原-抗体特异性免疫反应基础上的快速免疫诊断技术。经过多年不懈地努力，相关技术人员基于免疫层析法开发了多种免疫层析技术，如基于时间分辨荧光免疫分析的层析技术、荧光乳胶层析技术、荧光微球免疫层析技术、胶体金免疫层析技术、磁珠免疫层析技术以及磁性纳米粒子免疫层析技术。其中，磁性纳米粒子免疫层析技术是以纳米磁性颗粒(也称为超顺磁颗粒)为标记物，该标记物结合了磁性粒子和纳米材料的优点，具有粒径小、超顺磁性和比表面积大等特点，因此，近几年磁性纳米粒子免疫层析技术发展较快。

图1为磁性纳米粒子免疫层析技术的原理图。如图1所示，磁性纳米粒子免疫层析技术是以条状纤维层析材料为层析膜15，在结合垫12位置设有磁微粒偶联毒素特异抗体，当滴放在样品垫11的待测物在纤维的毛细作用下层析至结合垫12时，偶联有毒素特异抗体的磁微粒识别待测物中的抗原,并与其发生特异性免疫反应,形成抗原与磁微粒的复合物,然后,待测物携带磁微粒继续向前层析。当待测物层析至T线(又称信号线或检测线)时，待测物中其它抗原表位与设置在T线处的毒素特异抗体发生特异性免疫反应，形成抗体-抗原-抗体的夹心结构，从而将磁微粒捕捉在T线位置。未被T线捕捉的磁颗粒继续往前层析,到达C线(又称参考线或质控线)时，偶联在磁颗粒上的毒素特异抗体与设置在C线处的抗IgG抗体(immunoglobulin G)发生免疫反应，从而将磁颗粒捕捉在C线位置。通过检测T线和C线位置磁信号的强度即可实现定量检测。

然而，市场上现存的针对磁性纳米粒子的生物信息检测装置的检测精度较差，影响诊断结果，尤其影响定量判断的结果。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题就是针对免疫层析技术中存在的上述缺陷，提供一种用于检测生物信息的装置，测量精度高，而且结构简单、成本低。

为此，本发明提供一种用于检测生物信息的装置，包括：磁化单元、磁敏芯片和处理单元，其中，所述磁化单元用于磁化试纸条内的磁微粒；所述磁敏芯片，用于读取所述试纸条内的磁信号，并获得输出信号；所述处理单元依据所述输出信号获得所需的生物信息。

其中，包括：所述磁敏芯片包括衬底、多条磁感应膜和多个芯片焊盘，所述多条磁感应膜和所述芯片焊盘设于所述衬底的表面，所述多条磁感应膜连接形成惠斯通电桥，所述芯片焊盘作为所述磁敏芯片的输入输出端与所述磁感应膜对应电连接。

其中，所述磁敏芯片包括2n条所述磁感应膜和3n个所述芯片焊盘，每两条所述磁感应膜形成一惠斯通半桥，共形成n个惠斯通半桥，每一所述惠斯通半桥设有三个所述芯片焊盘；

或者，所述磁敏芯片包括4m条所述磁感应膜和4n个所述芯片焊盘，每四条所述磁感应膜形成一惠斯通全桥，共形成m个惠斯通全桥，每一所述惠斯通全桥设有四个所述芯片焊盘；

其中，n、m为≥1的整数。

其中，所述磁感应膜为巨磁阻效应膜、霍尔效应膜、各向异性磁阻膜、隧道效应磁阻膜或巨霍尔效应膜。

其中，包括支架，所述磁敏芯片和所述磁化单元固定于所述支架，而且，所述磁化单元和所述磁敏芯片相对设置，所述试纸条从所述磁化单元和所述磁敏芯片之间通过。

其中，包括电路板，在所述电路板上设有放大电路和滤波电路，所述放大电路用于放大所述磁敏芯片获得的输出信号；所述滤波电路用于过滤放大后的所述输出信号，并将所述输出信号传输至所述处理单元；所述处理单元对放大、滤波后的输出信号进行处理，并得出所需的生物信息。

其中，包括外壳，所述磁敏芯片、所述磁化单元、所述支架和所述电路板设于外壳内。

其中，包括显示部件，用于显示所述处理单元得到的生物信息。

其中，包括存储单元，用于存储所述处理单元获得的生物信息。

其中，所述磁化单元为永磁体或线圈。

其中，包括多个磁敏芯片，所述多个磁敏芯片用于分别读取所述试纸条内不同区域的磁信息。

本发明具有以下有益效果：

本发明提供的用于检测生物信息的装置，通过磁化单元将试纸条内弱磁颗粒磁化，由磁敏芯片读取试纸条内被磁化的弱磁颗粒信息并获得输出信号，处理单元依据所述输出信号得出所需的生物信息，即获得检测结果，这种采用磁敏芯片读取试纸条的方式，测量精度高，能实现定量判断，大大提高了诊断的准确率；而且，结构简单，体积小，加工成本低。另外，这种结构不仅适用于大体积的大型检测设备，而且适用于小体积的便携式检测设备。

附图说明

图1为免疫层析技术的原理示意图；

图2为本发明实施例用于检测生物信息的装置的结构示意图；

图3为本发明实施例中磁敏芯片的结构示意图；

图4为本发明另一实施例用于检测生物信息的装置的结构示意图；

图5为本发明实施例中电路板的原理图；

图6为本发明又一实施例用于检测生物信息的装置的结构示意图；

图7为本发明另一实施例用于检测生物信息的装置的结构示意图；

图8为本发明再一实施例用于检测生物信息的装置的结构示意图；

图9a为本发明一实施例用于检测生物信息的装置检测多通道试纸条时的示意图，该示意图中采用了两个磁敏芯片；

图9b为本发明另一实施例用于检测生物信息的装置检测多通道试纸条时的示意图，该示意图中采用了一个磁敏芯片。

具体实施方式

为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明提供的用于检测生物信息的装置进行详细描述。

如图2所示，用于检测生物信息的装置包括磁化单元1、磁敏芯片2、支撑体(图中未示出)和处理单元(图中未示出)，磁化单元1用于磁化磁性纳米颗粒生物检测试纸条(以下简称试纸条)内的磁微粒，磁化单元1采用永磁体或线圈。线圈可以采用赫姆霍兹线圈或其它形式的线圈。磁敏芯片2用于读取试纸条内的 磁信号，即读取试纸条内磁性纳米颗粒信息，并获得输出信号。处理单元依据磁敏芯片2的输出信号的强弱，磁颗粒数目-待测物中生物分子浓度之间的函数关系，施加的磁场大小与频率及距离变化关系，获得所需的生物信息。

在检测时，试纸条的检测线T和质控线C区域会聚集有磁性纳米颗粒，磁敏芯片2感应磁性纳米颗粒的磁信号，可以输出电流信号，也可以是电压信号。本实施例以电压信号为例进行说明。在图2中，箭头表示磁敏芯片2的移动方向。

如图3所示，磁敏芯片2包括衬底21、多条磁感应膜22和多个芯片焊盘23，多条磁感应膜22和芯片焊盘23设于衬底21的表面，多条磁感应膜22连接形成惠斯通电桥，芯片焊盘23作为磁敏芯片的输入输出端与磁感应膜21对应电连接。

在本实施例中，磁敏芯片2包括两条磁感应膜22和三个芯片焊盘23，两条磁感应膜22和三个芯片焊盘23连接成惠斯通半桥。当磁敏芯片2感应到磁场时，惠斯通半桥受磁场的影响在输出端输出电压信号。磁感应膜22可以采用巨磁阻(GMR)效应膜、霍尔(Hall)效应膜、各向异性磁电阻(AMR)效应膜、隧穿磁电阻(TMR)效应磁阻膜或者巨霍尔效应膜。

需要说明的是，在本实施例中，磁敏芯片2可根据实际需要采用其它结构。如磁敏芯片2包括2n条磁感应膜22和3n个芯片焊盘23，每两条磁感应膜22形成一惠斯通半桥，共形成n个惠斯通半桥，每一惠斯通半桥设有三个芯片焊盘23；或者，磁敏芯片包括4m条磁感应膜22和4n个芯片焊盘23，每四条磁感应膜22形成一惠斯通全桥，共形成m个惠斯通全桥，每一惠斯通全桥设有4个芯片焊盘23；其中，n、m为≥1的整数。

如图4所示，在另一实施例中，用于检测生物信息的装置包括支架5，磁敏芯片2和磁化单元1固定于支架，而且，磁化单元1和磁敏芯片2相对设置，试纸条从磁敏芯片2和磁化单元1之间通过。这样，当试纸条从磁敏芯片2和磁化单元1之间移动时，磁化单元1可磁化试纸条上的磁颗粒，磁敏芯片2可读取试纸条上的磁信息。试纸条于装置之间的相对移动可通过两种方式实现，其一，移动试纸条；其二，移动支架，让支架带动磁化单元1和磁敏芯片2移动。

另外，用于检测生物信息的装置还包括电路板4。电路板4与磁敏芯片2的输出端连接。如图5所示，在电路板4上设有放大电路41和滤波电路42，其中，放大电路41用于放大磁敏芯片22获得的输出信号；滤波电路42用于过滤放大后的输出信号。处理单元43对放大、滤波后的输出信号处理，并依据该处理后的输出信号得出所需的生物信息。需要说明的是，处理单元43既可设置于电路板 4，如图5所示。当然，处理单元43也可单独设置于外壳5内的其它位置，或者，将处理单元43设置于外壳5的外部，例如，外接一台计算机作为处理单元43。

如图4所示，用于检测生物信息的装置还可包括外壳5，磁化单元1、磁敏芯片2、支架和电路板4设于外壳5内，即，磁化单元1、磁敏芯片2和电路板4固定于支架，然后将支架置于外壳5内。外壳5既保护了磁化单元1、磁敏芯片2、电路板4和支架，也提高了装置的美观度。

在磁化单元1的上方，可设置一载物台。检测时，试纸条放置在载物台。而且，在试纸条与磁敏芯片2之间还可设置间隔片，既可用于使磁敏芯片2和试纸条之间的距离恒定，又可避免试纸条之间的交叉感染，降低信号强度。间隔片采用极薄的玻璃片、石英片、塑料薄膜或陶瓷片。

如图6所示，用于检测生物信息的装置还包括显示部件6，显示部件6与处理单元43连接，用于显示由处理单元43获得的生物信息。使用者可借助显示部件6直接读出生物信息数据。

在本实施例中，用于检测生物信息的装置采用了两个磁敏芯片2，而且，两个磁敏芯片2各自单独设置。在另一实施例中，用于检测生物信息的装置采用一个磁敏芯片2，如图7所示，图中，箭头表示磁敏芯片2的移动方向。

在上述实施例中，用于检测生物信息的装置是通过移动磁敏芯片2来实现检测。实际上，只要使磁敏芯片2与试纸条相对移动即可实现检测。例如，通过移动试纸条实现磁敏芯片2与试纸条的相对运动。而且，磁敏芯片2与试纸条的相对运动既可在试纸条的长度方向(平行于纸面方向)，又可在试纸条的宽度方向(垂直于纸面方向)。

当磁化单元1为永磁体时，在永磁体与试纸条之间还可设置磁调制部件7，其可用于调节永磁体的磁场分布，从而提高检测精度。如图8所示，磁调制部件7为“U”型结构，即在磁调制部件7的两相对端分别设置一凸部71，而且，凸部71朝向试纸条方向延伸。磁调制部件7采用高导磁材料制作，而且，磁调制部件7可以是一体结构，也可以采用叠片结构。

优选地，用于检测生物信息的装置还包括存储单元，用于存储所述处理单元获得的生物信息。当使用者为个人时，借助存储单元可以将测量的历史值存储于存储单元内，使用者通过调用历史值便能了解生物信息的变化情况，从而更好地了解健康状况。

本发明提供的用于检测生物信息的装置不仅可用于单通道试纸条，还可以用于 检测多通道试纸条。如图9a和图9b示出了用于检测生物信息的装置检测多通道试纸条时的示意图。在多通道试纸条的圆周方向间隔设置多个隔离区DS和测试区TS，每个测试区TS可用于测试相同的生物信息参数，也可分别用于测试不同的生物信息参数。当多通道试纸条绕其轴旋转时，磁敏芯片2分别读取测试区TS的磁性纳米颗粒生物信息。由于相邻两个测试区TS被隔离区DS隔离，当磁敏芯片2通过隔离区DS时，磁敏芯片2没有输出，因此，磁敏芯片2可以通过隔离区DS将相邻测试区TS的输出信号区别，从而避免了输出信号的混乱。

上述各实施例提供的用于检测生物信息的装置，通过磁化单元将试纸条内弱磁颗粒磁化，由磁敏芯片读取试纸条内被磁化的弱磁颗粒信息并获得输出信号，处理单元依据所述输出信号得出所需的生物信息，即获得检测结果，这种采用磁敏芯片读取试纸条的方式，测量精度高，计量精度高，能实现定量判断，大大提高了诊断的准确率；而且，还具有以下优点：信噪比高，自身功耗低，响应速度快，可靠性高，结构简单，体积小，加工成本低。另外，这种结构不仅适用于大体积的大型检测设备，而且适用于小体积的便携式检测设备。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。