专利名称：具有gmr传感器及细胞引导装置的流动腔的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具有细胞引导装置和用于对以磁性方式来标记的细胞进行探测的GMR传感器的流动腔。
背景技术：
在磁性的流式细胞计中可以借助于特殊的传感器来探测所标记的细胞。为此将不仅具有未标记的细胞而且具有已标记的细胞的介质引导穿过流动腔的微流体通道，所述传感器定位在所述微流体通道的内部表面上。尤其所标记的细胞理想地在近表面的地方经过所述传感器并且被其探测到。为此目的，比如使用GMR传感器(Giant Magneto Resistance或者说巨磁电阻)。 众所周知，GMR传感器的作用原理基于GMR效应，对于所述GMR效应来说外部的磁场的变动引起所述传感器或者说包含其中的GMR结构的电阻较大的变化。换句话说，通过所述GMR 传感器的电阻的测量可以推断出磁场，所述GMR传感器处于所述磁场的影响范围内。在GMR传感器的典型的应用情况中，首先有针对性地产生外部的工作磁场B·。一旦处于所述GMR传感器的作用距离内的磁性的本体进入到这个工作磁场B·中或者穿过该磁场进行运动，那么所述磁场在所述传感器的位置上就发生变化，其结果是，所述传感器的电阻也发生能够测量的变化。也就是说借助于所述GMR传感器可以探测或者说记录所述磁性的本体的存在情况。在将这样的GMR传感器用在流式细胞计的流动腔中的情况下，可以用所述传感器来探测到以磁性方式来标记的细胞，其中所述测量原理基于上面所描述的效应经过所述 GMR传感器的以磁性方式来标记的细胞影响着所述传感器的位置上的工作磁场Baffi，从而可以通过所述传感器的电阻的测量来检测细胞的存在情况。但是，用于所述GMR传感器的功能的必要的基本前提是外部的工作磁场Baffi的存在。在与之伴随的情况下，有必要的是，设置相应的磁体，比如永久磁体或者带电的线圈。但是这一点比如由于有限的位置空间情况并且在使用带电的线圈的情况下由于所述线圈的所需要的布线和供电而不利。
发明内容
因此，本发明的任务是，能够用GMR传感器来实现不太麻烦的细胞探测。该任务通过在独立权利要求中所说明的发明得到解决。有利的设计方案从从属权利要求中获得。按本发明的流动腔能够被具有以磁性方式来标记的细胞的介质从中流过，该流动腔具有至少一个定位在所述流动腔的内部表面上的用于进行细胞探测的GMR传感器以及一个设有至少一根磁性的或者能够磁化的第一及第二流动条的细胞引导装置。如此彼此隔开地布置所述流动条，从而在其之间构成磁场 。所述GMR传感器如此布置在所述流动条之间的磁场 的区域中，使得所述流动条的磁场 能够用作所述GMR传感器的工作磁场
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因此可以有利地放弃额外的用于运行GMR传感器的磁体。在所述流动腔的一种有利的设计方案中，所述第一流动条沿流动方向看定位在所述传感器的前面并且如此布置和构成，使得其引导沿流动方向流动的以磁性方式来标记的细胞越过所述GMR传感器。在所述流动腔的另一种有利的设计方案中，沿流动方向看所述第二流动条定位在所述GMR传感器的后面并且如此布置和构成，使得其引导沿回流方向流动的以磁性方式来标记的细胞越过所述GMR传感器。通过所述设计方案来保证，所述以磁性方式来标记的细胞的大部分在实际上可以通过所述GMR传感器来探测。在按本发明的用于运行用于对流式细胞计的流动腔进行细胞探测的GMR传感器的方法中，如此彼此隔开地布置所述流动条，从而在其之间构成磁场BF，其中所述流动腔被具有以磁性方式来标记的细胞的介质从中流过并且具有一个设有至少一根磁性的或者能够磁化的第一及第二流动条的细胞引导装置。所述GMR传感器布置在所述流动条之间的磁场 的区域中。所述流动条之间的磁场 由此按本发明可以用作所述GMR传感器的工作磁场Bg腿。在所述方法的一种改进方案中，所述第一流动条引导沿流动方向流动的以磁性方式来标记的细胞越过所述GMR传感器。在所述方法的另一种设计方案中，所述第二流动条引导沿回流方向流动的以磁性方式来标记的细胞越过所述GMR传感器。本发明的优点、特征和细节从以下所描述的实施例并且借助于附图来获得。
附图示出如下
图1是流动腔的横截面，
图2是所述流动腔的微流体通道的俯视图，
图3是细胞引导装置及GMR传感器的侧视图，并且
图4是所述流动腔的另一种设计方案的微流体通道的俯视图。在附图中，相同的或者说彼此相对应的区域、构件、构件组或者方法步骤用相同的附图标记来表示。
具体实施例方式图1以横截面示出了流式细胞计的流动腔10。介质70包含有待探测的以磁性方式来标记的细胞20以及未标记的细胞30，该介质70沿流动方向130通过开口 40到达所述流动腔10中。该介质70从所述流动腔10的微流体通道11中流过并且在探测之后又通过另一个开口 50离开所述微流体通道11。所述以磁性方式来标记的细胞20借助于GMR传感器60来探测。如果磁性的细胞20经过所述GMR传感器60，那么它们就影响在所述传感器的位置上存在的工作磁场BeMK。这由所述GMR传感器60记录下来并且用于进行探测。所述流动腔10具有细胞引导装置120。该装置120应该可以有针对性地引导在所述流动腔10的入口 40处在介质70中还随机地分布的以磁性方式来标记的细胞20越过所述传感器60，也就是说至少在所述传感器60的作用距离之内理想地在当中并且紧挨着在所述传感器60的表面的上面来引导所述细胞20。这样做的结果是，可以探测更大数目的细胞20，因为明显较少的细胞比如在侧面从所述传感器60的旁边流过。因此，所标记的细胞20是否能够进入到所述传感器60的作用距离内并且被探测到这一点不再听任偶然情况。这样的细胞引导装置的不同的实施方式在并行的德国的专利申请“Durchflusskammer mit Zellleiteinrichtung (具有细胞引导装置的流动腔)”中得到了详细描述。图2示出了流动腔10的内部的俯视图，其中为简明起见未标记的细胞30未示出。 出于相同的原因，细胞20中仅仅少数细胞示范性地设有附图标记。所述细胞引导装置120 在该实施例中具有两根流动条121、122，其中所述第一流动条121沿流动方向130看布置在所述GMR传感器60的前面并且所述第二流动条122布置在所述传感器60的后面，因而所述第一流动条121、GMR传感器60和第二流动条122处于一根线条上。所述经过传感器60 的细胞20因而也在探测之后在所规定的轨道上得到引导。所述流动条121、122沿介质的流动方向130定向。通过所述磁性的细胞20与磁性的流动条121之间的相互作用来实现这一点，即所述细胞20在其与介质70 —起从流动条121的旁边流过的过程中离开随机的分布情况并且逐渐布置在所述流动条121上。所述第一流动条121在入口侧具有较宽的区域121/1，借助于该较宽的区域121/1将所标记的细胞121朝较窄的区域121/2的方向导送(“宽度”这个概念在此涉及垂直于流动方向130的方向，也就是说涉及y方向)。所述流动条121的在区域121/1中的宽度在极端情况下可以相当于所述微流体通道11的宽度。所述流动条121 的在沿流动方向130看后面的较窄的区域121/2中的宽度基本上可以依照所述细胞20的直径，但是一般小于所述传感器60的宽度。所述流动条的在这里示出的形状应该理解为具有示范作用。当然也可以按所期望的效应来设想其它的形状。所标记的并且布置在所述第一流动条121上的细胞20借助于细胞引导装置120 有针对性地引导越过所述GMR传感器60。除了少数未经磁性的流动条121检测并且因此没有引导给传感器60的例外情况之外，可以认为，所述介质70的所标记的细胞20的大部分到达所述GMR传感器的作用距离之内，从而用所示出的布置方式可以获得较高的效率，这比如在统计方法相同时反映在较短的测量时间方面或者在测量时间相同时反映在得到改进的统计情况方面。所述流动条121、122由磁性的或者能够磁化的材料比如由镍制成。如已经为所述第一流动条121所说明的一样，所述第二流动条122的宽度也可以基本上依照所述细胞 20的直径，但是一般小于所述传感器60的宽度。所述流动条121、122典型地是不足IOym 宽以及100-500nm高(ζ方向)。同样可以设想1 μ m的数量级的高度。所述微流体通道11 典型地是100-400 μ m宽，IOOym高并且大约Imm长(χ方向)。所述GMR传感器60大约是 25-30 μ m 长。按本发明可以放弃额外的用于产生用于运行GMR传感器60所需要的工作磁场B· 的磁体，因为由于所述流动条的相对于GMR传感器60的布置方式通过所述磁性的流动条 121、122来产生磁场 ，该磁场 可以用作工作磁场B·。这在图3中示出。图3示出了所述第一流动条121、GMR传感器60及第二流动条122的侧视图或者说横截面。
在图3A中示出了在第一时刻tl的状况，在该第一时刻tl所述以磁性方法来标记的细胞20还如此远离GMR传感器60，使得由所述两根将传感器60包围的流动条121、122 产生的磁场B没有受到细胞20的影响，所述磁场 的力线示范性地从第一流动条121指向第二流动条122。在图;3B中示出了时刻t2，在该时刻t2所述以磁性方式来标记的细胞20已经到达所述GMR传感器60处。由所述流动条121、122在传感器60的区域中产生的磁场 由于细胞20而变化，使得所述GMR传感器60可以根据开头所描述的GMR效应探测到所述细胞20。 在所述GMR传感器60的位置上，在所述流动条121、122的端部之间并且通过所述由于以磁性方式来标记的细胞20而在一定程度上短路的流动条121、122引起较高的场差别。结果是较高的有效信号摆幅，尽管没有使用额外的用于产生外部的磁场B的磁体。最后，在图3C中示出了第三时刻t3，在该第三时刻t3所述细胞20又已经离开所述GMR传感器60。又像在图3A中展示的一样出现了所述流动条121、122之间的磁场 。因此，按本发明利用本来就在所述细胞引导装置120的流动条121、122之间的中断部位上存在的磁场 ，用于提供为运行GMR传感器60所需要的工作磁场B·，也就是说 Bgme=Bfo该磁场在存在以磁性方式来标记的细胞20时会畸变，这使得所述GMR传感器60的电阻发生能够测量的变化。当然，原则上也可以设想，不仅像在图2中示出的一样设置一根单根的由所述第一及第二流动条121、122以及传感器60所组成的轨道，而是设置了大量这样的包括相应数目的传感器在内的轨道，所述轨道而后在理想情况下彼此平行地布置。对于每条轨道来说， 在相应的布置在相应的GMR传感器之前或者说之后的第一与第二流动条之间构成磁场 ， 该磁场 如上面所描述的一样能够用作所分配的GMR传感器的工作磁场B·。在图4中示出了一个相应的流动腔。对于所述流动腔的运行方法来说，如上面已经简述的一样，为了用所述GMR传感器60来探测所述从流式细胞计的流动腔10中流过的介质70的以磁性方式来标记的细胞 20，用所述细胞引导装置120的磁性的或者能够磁化的第一流动条121来引导所述流动的所标记的细胞20越过所述GMR传感器60。比如在不仅沿流动方向130 (正的χ方向)而且交替地沿流动方向130并且沿回流方向130’(负的χ方向，比较一下图2)引导所述介质70 并且与其一起引导所述以磁性方式来标记的细胞20越过所述传感器60时有利地利用所述第二流动条122。所述细胞20因此多次在所述传感器60上面掠过。这比如可以用于改进统计情况。经过传感器60的细胞20 —般已经得到排序，也就是说不再随机地分布。所述第二流动条122因此基本上用于引导细胞20越过所述传感器60，而所述第一流动条121特别是其较宽的区域121/1额外地具有在一开始收集随机地分布的细胞20并且将其导送到较窄的区域121/2上的功能。
权利要求
1.流动腔(10)，该流动腔(10)能够被具有以磁性方式来标记的细胞(20)的介质(70) 从中流过，该流动腔(10)具有至少一个定位在所述流动腔(10)的内部表面(12)上的用于进行细胞探测的GMR传感器和一个设有至少一根磁性的或者能够磁化的第一(121)及第二 (122)流动条的细胞引导装置(120)，其中-如此彼此隔开地布置所述流动条(121、122)，从而在其之间构成磁场(Bf)，并且-所述GMR传感器(60 )如此布置在所述流动条(121、122 )之间的磁场(Bf)的区域中， 从而能够将所述流动条(121、122)的磁场(Bf)用作所述GMR传感器(60)的工作磁场(B·)。
2.按权利要求1所述的流动腔(10)，其特征在于，所述第一流动条(121)沿流动方向(130)看定位在所述传感器(60)的前面并且如此布置和构成，使得其引导沿流动方向 (130)流动的以磁性方式来标记的细胞(20)越过所述GMR传感器(60)。
3.按权利要求1或2所述的流动腔(10)，其特征在于，所述第二流动条(122)沿流动方向(130)看定位在所述GMR传感器(60)的后面并且如此布置和构成，使得其引导沿回流方向(130’)流动的以磁性方式来标记的细胞(20)越过所述GMR传感器(60)。
4.用于运行用于对流式细胞计的流动腔(10)进行细胞探测的GMR传感器(60)的方法，所述流动腔(10)能够被具有以磁性方式来标记的细胞(20)的介质(70)从中流过并且具有一个设有至少一根磁性的或者能够磁化的第一(121)及第二(122)流动条的细胞引导装置(120)，其中-如此彼此隔开地布置所述流动条(121、122)，从而在其之间构成磁场( )，并且所述 GMR传感器(60)布置在所述流动条(121、122)之间的磁场(Bf)的区域中，并且-所述流动条(121、122 )之间的磁场(Bf)用作所述GMR传感器(60 )的工作磁场(Bgme) 0
5.按权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第一流动条(121)引导沿流动方向 (130)流动的以磁性方式来标记的细胞(20)越过所述GMR传感器(60)。
6.按权利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述第二流动条(121)引导沿回流方向(130’)流动的以磁性方式来标记的细胞(20)越过所述GMR传感器(60)。
全文摘要
本发明涉及流式细胞计的一种流动腔，在所述流动腔中能够借助于GMR传感器来探测以磁性方式来标记的细胞。该流动腔具有细胞引导装置，所述细胞引导装置则具有至少一根磁性的或者能够磁化的第一及第二流动条。所述流动条用于目标明确地引导流动的细胞越过所述传感器，所述流动条如此彼此隔开地来布置，从而在其之间构成磁场BF。所述GMR传感器如此布置在所述流动条之间的磁场BF的区域中，从而能够将所述流动条的磁场BF用作所述GMR传感器的工作磁场BGMR。因此可以有利地放弃通常必需的额外的用于运行所述GMR传感器的磁体。
文档编号G01N15/10GK102511002SQ201080043972
公开日2012年6月20日 申请日期2010年8月17日 优先权日2009年9月30日
发明者H.埃克特, L.贝尔, M.维特, O.海登, R.韦斯, S.F.泰德 申请人:西门子公司