CN104748656B - 基于巨磁阻的微流控磁珠位置检测方法与装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于巨磁阻的微流控磁珠位置检测方法与装置，从免疫磁珠溶液进口通入免疫磁珠溶液、细胞溶液进口通入细胞溶液，两种溶液进入混合室内形成混合溶液后进入倒置的三棱柱微管道，免疫磁珠被永磁体产生的磁场磁化，贴于三棱柱微管道的管壁缓慢流动；巨磁阻芯片受到免疫磁珠磁化得到的水平磁场的影响，其电阻值发生改变，巨磁阻芯片将惠斯通电桥的连接点的电位信号输出到信号处理模块，信号处理模块根据输入的电位计算得到巨磁阻的阻值，判断出免疫磁珠距离巨磁阻电阻条中心位置的距离；本发明适用于微观物质位置的检测，更能精准地检测到免疫磁珠的位置变化。

Description

基于巨磁阻的微流控磁珠位置检测方法与装置

技术领域

本发明涉及微流控应用领域，特别是一种利用巨磁阻传感器检测磁珠位置的方法与装置。

背景技术

免疫磁珠是近些年来发展起来的一项新的免疫学技术，它将固化试剂特有的优点与免疫学反应高度特异性结合于一体，以免疫学为基础，渗透到病理、生理、药理、微生物、生化以及分子遗传学等各个领域，其在免疫检测、细胞分离、生物大分子纯化和分子生物学等方面得到了越来越广泛的应用。

目前，对于免疫磁珠定量的检测研究较为广泛与深入，但是对于免疫磁珠的定位研究几乎没有。现有的一些磁性物质定位方法与装置几乎都是对于宏观物质而言，如中国专利申请号为201210224965.X、名称为“一种对于含有永磁体的对象远程定位方法及系统”的专利文献中提供的是基于不少于四磁场传感器阵列平面远程定位方法及系统，将目标区域位于四个或四个以上磁场传感器阵列平面之间，找出各个平面场最强的点，再利用立体几何的知识结合磁场补偿的信息即可对远程目标进行定位，传感器阵列包括四个或者多个非固定磁场传感器阵列平面、一个霍尔传感器、一个磁阻传感器；但是该方法及系统存在以下缺点：第一，传感器阵列结构较为复杂，增加制造工艺的难度；第二，所利用的传感器的分辨率较大，对于微小的变化难以察觉，不适用于微观物质的定位，如果利用该系统定位一些微观磁性材料，则误差比较大。

李福泉、冯洁、陈翔、石海平等人发表于2010年11月第11期第18卷的《光学精密工程》期刊上的外磁场方位及磁珠位置和团聚对巨磁阻生物传感器检测的影响的文章，对磁珠位置对巨磁阻生物传感器的影响做了一定的研究。其首先利用Comsol软件模拟了3个因素对巨磁阻传感器输出信号的影响，模拟结果表明：外磁场倾斜、磁珠位置偏离电阻条中心和磁珠团聚均会使信号减小。为了与模拟结果对比，制备了与模型相同的线宽为5μm的巨磁阻生物传感器，并测量了输出信号与磁珠位置的关系。在模拟实验中，磁珠从电阻条中间位置沿y轴向电阻条边缘移动，如图1所示。图2显示了巨磁阻电阻变化（已归一化）与磁珠位置（y方向）的关系，图2中表示磁珠位于电阻条中间时，磁珠引起巨磁阻电阻变化；表示当磁珠球心位于处时，磁珠引起的巨磁阻电阻变化。巨磁阻电阻只对平行于巨磁阻表面的磁场敏感，且只与磁场大小相关，与磁场方向无关。当磁场在小范围变化时，可认为巨磁阻电阻随平行表面的磁场强度的大小线性变化。因此，当计算巨磁阻电阻变化时，可以直接把巨磁阻表面的平均磁场和巨磁阻灵敏度直接相乘，就得到巨磁阻电阻变化的结果。参见图3的免疫磁珠感应磁场示意，施加一个垂直于巨磁阻表面的激励磁场，免疫磁珠经外加垂直磁场磁化后，产生一个偶极子场，偶极子场可以用以下公式(1)、(2)计算：

(1)

(2)

是磁标势，是磁感应强度，▽是梯度算符。利用公式(1)、(2)来计算磁珠的感应磁场，然后把感应磁场水平分量沿巨磁阻的区域积分，积分结果除以巨磁阻面积就得到沿巨磁阻表面的平均磁场。磁珠的偶极子场在巨磁阻表面的分布式不均匀，因此当磁珠位于电阻条的不同位置时，巨磁阻信号不同。磁珠位于巨磁阻电阻条的正中间时，电阻条覆盖了磁珠感应磁场最强的区域，巨磁阻信号最大。当磁珠位于电阻条边缘时，磁珠的感应磁场部分处于电阻条区域之外，巨磁阻信号变小。但该文章只是简单地研究了磁珠在一维固定直线轨迹情况下位置变化对巨磁阻阻值的影响，并未描述如何具体检测微流控磁珠的空间位置。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于巨磁阻的微流控磁珠位置检测方法与装置，能够精准地检测到免疫磁珠的位置变化和微观下的磁珠空间位置。

本发明基于巨磁阻的微流控磁珠位置检测装置采用的技术方案是：包括一块上下两层固定在一起的实体磁性屏蔽材料板，在上下两层的中间埋设一个从左到右的微管道，微管道最左端是细胞溶液进口和免疫磁珠溶液进口，最右端是混合液出口，细胞溶液进口和免疫磁珠溶液进口均连接混合室，混合室经倒置的三棱柱微管道接混合液出口，三棱柱微管道的横截面是顶点在下的等腰或等边三角形；在三棱柱微管道的正下方从左至右有间隔地均匀分布多个巨磁阻芯片，巨磁阻芯片水平布置且三棱柱微管道的横截面三角形的高垂直于巨磁阻芯片的上下表面，巨磁阻芯片相对于三棱柱微管道的顶边前后对称；多个巨磁阻芯片的下表面紧密固定贴合在非磁性屏蔽材料隔层的上表面上，整个非磁性屏蔽材料隔层覆盖在永磁体的上表面上，永磁体是磁场垂直于巨磁阻芯片上下表面的永磁体；巨磁阻芯片、非磁性屏蔽材料隔层和永磁体均紧密嵌在磁性屏蔽材料板的下层中；每个巨磁阻芯片都经导线连接外部的信号处理模块，信号处理模块连接上位机；每个巨磁阻芯片由巨磁阻a、b、c、d构成的惠斯通电桥组成，外接直流恒流电源，仅在巨磁阻d外包裹一层磁性材料屏蔽层，直流恒流电源正极由巨磁阻a、b 之间的连接点A输入，负极由巨磁阻c、d之间的连接点D输出。

本发明基于巨磁阻的微流控磁珠位置检测方法采用的技术方案是包括以下步骤：1）从免疫磁珠溶液进口通入免疫磁珠溶液、细胞溶液进口通入细胞溶液，两种溶液进入混合室内形成混合溶液后进入倒置的三棱柱微管道，免疫磁珠被永磁体产生的磁场磁化，贴于三棱柱微管道的管壁缓慢流动；2）巨磁阻芯片受到免疫磁珠磁化得到的水平磁场的影响，其电阻值发生改变，巨磁阻芯片将惠斯通电桥的连接点A、B、C、D的电位信号输出到信号处理电路模块处理；3）处理电路模块根据输入的电位计算得到巨磁阻a、b、c的阻值，再拟合出免疫磁珠在前后水平y轴方向的位置与巨磁阻阻值变化的特性曲线，判断出y轴方向免疫磁珠距离巨磁阻电阻条中心位置的距离。

本发明与已有方法和技术相比，具有如下优点：

1、本发明采用位于巨磁阻芯片下方的永磁体磁化免疫磁珠，将巨磁阻芯片固定于微管道下方，巨磁阻芯片位于微管道与永磁体之间，巨磁阻芯片距离免疫磁珠较近能够精确地感知免疫磁珠微小的位置变化，磁化后的免疫磁珠磁场作用于巨磁阻芯片，产生巨磁阻效应，使巨磁阻芯片输出的电信号产生变化，不同的电信号表明免疫磁珠相对于巨磁阻芯片中心的不同位置，传感芯片比较简单、易于制作；永磁体产生的磁场垂直于巨磁阻表面，垂直的磁场对巨磁阻不会造成任何影响，减少了检测过程中磁干扰。

2、本发明利用特殊的倒置微三棱柱管道在四片巨磁阻组成的传感器的检测下获得免疫磁珠的空间位置；巨磁阻有较高的灵敏度和分辨率，适用于微观物质位置的检测，其更能精准地检测到免疫磁珠的位置变化；巨磁阻芯片也不需要置位与复位电路，解决了电路的复杂性问题。

3、本发明利用微管道底部的磁体吸引免疫磁珠使其紧贴微管道壁流动。只需要检测免疫磁珠的、轴的坐标，而检测免疫磁珠的轴坐标不给予考虑。免疫磁珠在管道中是一直不断地流动，其轴方向的位置也一直不断地在变化。另外，由于免疫磁珠是紧贴管道壁流动的，所以只需检测轴坐标，轴坐标则利用三角函数计算获得。如此，大大简化了检测的复杂性，更容易实现对免疫磁珠位置的检测。

4、本发明采用的传输管道是倒置的三棱柱微管道，在磁体的吸引下，免疫磁珠由于力的综合作用紧贴三棱柱微管道壁流动，倒置的三棱柱微管道靠近棱边的空间非常微小，只能容得下一个磁珠，管道中的免疫磁珠为单个列队式流动。不会出现并行的流动的情况，解决了检测免疫磁珠位置时多个磁珠之间相互干扰的问题。

5、本发明采用四片巨磁阻构成的惠斯通电桥作为一个巨磁阻芯片对免疫磁珠进行位置检测，其中三片未覆盖磁性屏蔽材料，一片覆盖磁性屏蔽材料作为参考。 三片未覆盖磁性屏蔽材料的巨磁阻分别根据各自阻值求出，再拟合磁珠y轴方向位置与巨磁阻阻值变化的特性曲线，判断出磁珠距离巨磁阻电阻条中心位置的距离，利用了相应的几何关系确定免疫磁珠的位置更为精确。

6、本发明可采用巨磁阻芯片多次检测免疫磁珠的位置，至少三个巨磁阻芯片在相邻位置检测同一免疫磁珠在三棱柱管道中的位置，多次检测多次控制，有利于控制免疫磁珠在管道中流动时到达所需的理想中心位置。

7、本发明将整个免疫磁珠的定位放置于具有磁性屏蔽功能材料制成的长方实体中，以免受到外界磁场的干扰，如此解决了外磁场对于检测过程中的干扰，大大提高了免疫磁珠定位的精确性。

附图说明

图1是背景技术中磁珠在电阻条中间位置的坐标示意图；

图2是背景技术中巨磁阻电阻变化与磁珠位置关系曲线图；

图3是背景技术中磁珠感应磁场示意图；

图4是本发明基于巨磁阻的微流控磁珠位置检测装置的整体结构示意图；

图5是图4中巨磁阻芯片、三棱柱微管道、非磁性屏蔽材料隔层以及永磁体的组装结构放大图；

图6是图5中利用三棱柱微管道的横截面计算轴坐标的几何图；

图7是图5中单个巨磁阻芯片结构及其外接结构示意图；

图8是图4所示检测装置的电路组成及连接示意图；

附图中各部件的序号和名称：1.免疫磁珠；2.巨磁阻芯片；3.三棱柱微管道；4.非磁性屏蔽材料隔层；5.永磁体；6.混合室；7.细胞溶液进口；8.免疫磁珠溶液进口；9.混合液出口；10.固定螺丝；11.磁性屏蔽材料板；12.导线；13.信号处理模块；14.上位机；15.四片巨磁阻；16.磁性材料屏蔽层；17.直流恒流电源；18.信号筛选电路；19.放大电路；20.A/D转换电路；21.MCU处理器；22.通信模块；23.直流电源。

具体实施方式

参见图4和图5，本发明基于巨磁阻的微流控磁珠位置检测装置包括一块实体磁性屏蔽材料板11，磁性屏蔽材料板11分为上下两层，上下两层均是长方体的实体磁性屏蔽材料板。在上下两层的中间埋设一个从左到右的微管道，微管道最左端是细胞溶液进口7和免疫磁珠溶液进口8，最右端是混合液出口9，细胞溶液进口7和免疫磁珠溶液进口8均连接混合室6，混合室6经倒置的三棱柱微管道3接混合液出口9。整个微管道中只有三棱柱微管道3的横截面是顶点在下的倒置的等腰或等边三角形，其余部分的管道的横截面都是圆形。

在三棱柱微管道3的正下方从左至右有间隔地均匀分布多个巨磁阻芯片2，巨磁阻芯片2水平布置并且使三棱柱微管道3的横截面三角形的高垂直于巨磁阻芯片2的上下表面，巨磁阻芯片2相对于三棱柱微管道3的顶边前后对称。多个巨磁阻芯片2的下表面都紧密固定贴合在非磁性屏蔽材料隔层4的上表面上，非磁性屏蔽材料隔层4是一层微米级厚度的隔层，整个非磁性屏蔽材料隔层4覆盖在永磁体5的上表面上。永磁体5产生的磁场必须垂直于巨磁阻芯片2的上下表面。巨磁阻芯片2、非磁性屏蔽材料隔层4和永磁体5均紧密嵌在磁性屏蔽材料板11的下层中，磁性屏蔽材料板11的上下两层的四角处通过四颗固定螺丝10固定，使上下两层紧紧地固定在一起。整个装置除了微管道之外没有任何空隙，屏蔽外界一切的磁干扰。

免疫磁珠溶液从免疫磁珠溶液进口8进入，细胞溶液从细胞溶液进口7进入，分别通入混合室6内混合，免疫磁珠溶液中的免疫磁珠1与细胞溶液中的细胞之间相互充分混合形成混合溶液。混合溶液又进入三棱柱微管道3中，也进入磁场中。免疫磁珠1是超顺磁，在没有磁场的情况下没有任何磁性，因此必须利用磁场磁化免疫磁珠1。利用位于巨磁阻芯片2下方的永磁体5磁化免疫磁珠1及吸引免疫磁珠1，如此，免疫磁珠1才能通过其磁化后得到的磁场影响巨磁阻的电阻，从而检测出免疫磁珠1的位置。免疫磁珠1在受到永磁体5产生的垂直向下的磁力和与免疫磁珠1结合的细胞表面的粘附力作用下，将贴于三棱柱微管道3壁缓慢流动。另外，三棱柱微管道3较微小只适合免疫磁珠1单个列队式缓慢在其中流动。巨磁阻芯片2至少有3个，这样巨磁阻芯片2可在相邻位置至少3次检测同一免疫磁珠1在三棱柱管道3中的位置。

每个巨磁阻芯片2都经导线12连接外部的信号处理模块13，信号处理模块13连接上位机14。巨磁阻芯片2的电信号输入到信号处理模块13，经信号处理模块13处理得到的信息传至上位机14显示。

参见图6，倒置的三棱柱微管道3的横截面是顶点在下的倒置的等腰或等边三角形。由于免疫磁珠1贴于三棱柱微管道3壁缓慢流不断地向前流动的，因此不必检测免疫磁珠1中在图5中所示的从左至右水平方向的轴方向上的位置，而只需检测前后水平方向的轴方向的位置和上下垂直方向的轴方向位置。其中，在获得轴方向的位置后，轴方向位置则利用三角函数计算获得：，是三角形顶角的半角。

参见图7，巨磁阻芯片2是由四片巨磁阻15组成，外接直流恒流电源17。巨磁阻芯片2是由四片巨磁阻a、b、c、d构成的惠斯通电桥，巨磁阻a与巨磁阻d串联，巨磁阻b与巨磁阻c串联，两者再并联构成整个惠斯通桥。巨磁阻a、b、c、d相互紧靠在一起。仅在其中的巨磁阻d外包裹一层磁性材料屏蔽层16，如此巨磁阻d将不会受到外界任何磁场的影响，其余的巨磁阻a、b、c外部则不包裹磁性材料屏蔽层16。直流恒流电源17正极由巨磁阻a、b 之间的连接点A输入，负极则由巨磁阻c、d之间的连接点D输出，D作为参考电位点，即零电位点。只需检测惠斯通电桥的连接点A、B、C、D电位信号，即可获得巨磁阻a、b、c阻值。具体是：

(3)

(4)

(5)

(6)

（7）

是已知的直流恒流源17的电流值；是惠斯通电桥中ACD支路的电流；分别表示当免疫磁珠1的球心位于y处时巨磁阻的阻值；表示当免疫磁珠1的球心位于y处时对应的巨磁阻的阻值，中的，对应的巨磁阻是巨磁阻；、、、分别是A、B、C、D点的电位，、也是外部直流横流电源17接入点电压，D点作为参考点；表示当免疫磁珠1的球心位于y处时免疫磁珠1所引起的电阻变化，中；表示没有外部磁场影响时的巨磁阻的电阻值，是已标定好的值，中的。因巨磁阻d被磁性屏蔽材料层16包裹不受到外界任何磁场的影响，其阻值将不会变化：即，所以作为参考电阻。而巨磁阻a、b、c则未被磁性屏蔽材料层16包裹，所以受到免疫磁珠1磁化的磁场影响，免疫磁珠1的位置不同则对四片巨磁阻15的电阻有不同的影响。如此，只需检测惠斯通电桥的连接点A、B、C、D电位信号、、、，就可根据惠斯通电桥四点的电压信号获得巨磁阻a、b、c的阻值，利用式（7）就可求出，再利用拟合免疫磁珠1的y轴方向位置与巨磁阻阻值变化特性曲线（参见图2），就能判断出免疫磁珠1距离巨磁阻芯片2的中心位置的距离，其中，是当免疫磁珠1的球心位于巨磁阻电阻条的中心位置时所引起的电阻变化，中的，对应的巨磁阻是巨磁阻。如此，以巨磁阻a、b、c的电阻条的中心为圆心，以免疫磁珠1的球心分别距离三片巨磁阻a、b、c的电阻条中心距离为半径作圆，则得到三个圆形，三圆必相交于一点，此点则是免疫磁珠1所在一维平面的位置，即轴方向的坐标。

参见图8，信号处理模块13由依次连接的信号筛选电路18、放大电路19、A/D转换电路20和MCU处理器21组成，直流电源23为信号处理模块13供电。所有的巨磁阻芯片2的输出均连接信号筛选电路18的输入，MCU处理器21的输出经通讯模块22连接上位机14。巨磁阻芯片2输出的模拟信号首先经过信号筛选电路18选出磁场信号较强模拟信号，其次由于巨磁阻芯片2输出的模拟信号较小，必须通过放大电路19放大，由于MCU处理器21只能识别数字信号，所以模拟信号又必须经过A/D转换电路20转换成MCU处理器21能够识别的数字信号，最后，位置信号经MCU处理器21处理后通过通讯模块22传至上位机14。

参见图4、5、6、7、8，本发明基于巨磁阻的微流控磁珠位置检测装置的工作具体方法如下：

步骤1：从免疫磁珠溶液进口8通入免疫磁珠溶液、细胞溶液进口7通入细胞溶液，确保两种溶液完全进入混合室6内，形成混合溶液。同时，对信号处理模块13进行复位。

步骤2：当免疫磁珠1与细胞之间相互充分混合之后打开混合室6，混合液进入倒置的三棱柱微管道3，倒置的三棱柱微管道3只能容纳一个免疫磁珠1与细胞的结合体流动，所以该免疫磁珠1与细胞的结合体只能单个列队式缓慢向右前进。

步骤3：当免疫磁珠1进入永磁体5产生的垂直于巨磁阻芯片2上下表面的垂直磁场区域时，免疫磁珠1被磁化，受到垂直向下的磁力作用。同时，又由于与免疫磁珠1结合的细胞具有一定的粘附力，所以免疫磁珠1将贴于三棱柱微管道3的管壁缓慢流动。随着不断地前进，免疫磁珠1进入巨磁阻芯片2阵列区域，因为巨磁阻不受垂直的磁场影响，所以垂直于巨磁阻芯片2的磁场不影响巨磁阻的工作，而巨磁阻由于受到免疫磁珠1磁化得到的水平磁场的影响，则未覆盖磁性屏蔽材料的巨磁阻a、b、c电阻值将会改变，则惠斯通电桥的连接点A、B、C、D四点电压也将会改变。巨磁阻芯片2将惠斯通电桥的连接点A、B、C、D四点的电位、、、模拟信号通过导线12输出到信号处理模块13处理。

步骤4：巨磁阻芯片2输出的模拟信号将通过信号筛选电路18选择出最优一路信号，再通过信号放大电路19、A/D转换电路20转换成数字信号后传至MCU处理器21。通过公式、、、计算获得巨磁阻a、b、c的阻值，再求出，用拟合免疫磁珠1在y轴方向的位置与巨磁阻阻值变化的特性曲线，判断出免疫磁珠1距离巨磁阻电阻条中心位置的距离，以巨磁阻a、b、c这三片巨磁阻电阻条的中心为圆心，以免疫磁珠1的球心分别距离巨磁阻a、b、c这三片巨磁阻电阻条中心的距离为半径做圆，则得到三个圆形，三圆相交于一点的位置就是免疫磁珠1所在一维平面的位置，即轴坐标。然后，另外，通过公式计算获得z轴坐标。由此，就可获得免疫磁珠1的具体位置信息。

步骤5：最后通过通讯模块22传至上位机14显示。此时，可以通过上位机14显示的信息了解到免疫磁珠1是否处于在三棱柱微管道3中缓慢流动的理想位置。

Claims (6)

1.一种基于巨磁阻的微流控磁珠位置检测装置，包括一块上下两层固定在一起的实体磁性屏蔽材料板（11），在上下两层的中间埋设一个从左到右的微管道，微管道最左端是细胞溶液进口（7）和免疫磁珠溶液进口（8），最右端是混合液出口（9），细胞溶液进口（7）和免疫磁珠溶液进口（8）均连接混合室（6），其特征是：混合室（6）经倒置的三棱柱微管道（3）接混合液出口（9），三棱柱微管道（3）的横截面是顶点在下的等腰或等边三角形；在三棱柱微管道（3）的正下方从左至右有间隔地均匀分布多个巨磁阻芯片（2），巨磁阻芯片（2）水平布置且三棱柱微管道（3）的横截面三角形的高垂直于巨磁阻芯片（2）的上下表面，巨磁阻芯片（2）相对于三棱柱微管道（3）的顶边前后对称；多个巨磁阻芯片（2）的下表面紧密固定贴合在非磁性屏蔽材料隔层（4）的上表面上，整个非磁性屏蔽材料隔层（4）覆盖在永磁体（5）的上表面上，永磁体（5）是磁场垂直于巨磁阻芯片（2）上下表面的永磁体；巨磁阻芯片（2）、非磁性屏蔽材料隔层（4）和永磁体（5）均紧密嵌在磁性屏蔽材料板（11）的下层中；每个巨磁阻芯片（2）都经导线（12）连接外部的信号处理模块（13），信号处理模块（13）连接上位机（14）；每个巨磁阻芯片（2）由巨磁阻a、b、c、d构成的惠斯通电桥组成，外接直流恒流电源（17），仅在巨磁阻d外包裹一层磁性材料屏蔽层（16），直流恒流电源（17）正极由巨磁阻a、b 之间的连接点A输入，负极由巨磁阻c、d之间的连接点D输出。

2.根据权利要求1所述基于巨磁阻的微流控磁珠位置检测装置，其特征是：信号处理模块（13）由依次连接的信号筛选电路（18）、放大电路（19）、A/D转换电路（20）和MCU处理器（21）组成，直流电源（23）为信号处理模块（13）供电，所有的巨磁阻芯片（2）的输出均连接信号筛选电路（18）的输入，MCU处理器（21）的输出经通信模块（22）连接上位机（14）。

3.根据权利要求1所述基于巨磁阻的微流控磁珠位置检测装置，其特征是：巨磁阻芯片（2）至少有3个。

4.一种如权利要求1所述基于巨磁阻的微流控磁珠位置检测装置的检测方法，其特征是包括以下步骤：

1）从免疫磁珠溶液进口（8）通入免疫磁珠溶液、细胞溶液进口（7）通入细胞溶液，两种溶液进入混合室（6）内形成混合溶液后进入倒置的三棱柱微管道（3），免疫磁珠（1）被永磁体（5）产生的磁场磁化，贴于三棱柱微管道（3）的管壁缓慢流动；

2）巨磁阻芯片（2）受到免疫磁珠（1）磁化得到的水平磁场的影响，其电阻值发生改变，巨磁阻芯片（2）将惠斯通电桥的连接点A、B、C、D电位信号输出到信号处理电路模块（13）处理；

3）信号处理电路模块（13）先通过公式、、、计算获得巨磁阻a、b、c的阻值，再求出，用拟合免疫磁珠（1）在y轴方向的位置与巨磁阻阻值变化的特性曲线； 再以巨磁阻a、b、c这三片巨磁阻电阻条的中心为圆心，以免疫磁珠（1）的球心分别距离巨磁阻a、b、c这三片巨磁阻电阻条中心距离为半径作圆得到三个圆形，三圆相交于一点的位置就是免疫磁珠（1）所在y轴坐标位置，判断出y轴方向免疫磁珠（1）距离巨磁阻电阻条中心位置的距离；

是直流恒流源（17）的电流值；是惠斯通电桥中ACD支路的电流；分别是当免疫磁珠（1）的球心位于y处时巨磁阻阻值；、、、分别是A、B、C、D点的电位；是当免疫磁珠（1）的球心位于y处时所引起的电阻变化，中的；是当免疫磁珠（1）的球心位于y处时对应巨磁阻的阻值，中的；表示没有外部磁场影响的巨磁阻的电阻值，中的，是当免疫磁珠（1）的球心位于巨磁阻电阻条的中心位置时所引起的电阻变化，中的。

5.根据权利要求4所述的检测方法，其特征是：通过公式计算获得免疫磁珠（1）的在上下垂直方向的z轴坐标位置，是三棱柱微管道（3）的横截面三角形的顶角的半角。

6.根据权利要求5所述的检测方法，其特征是：通过通信模块（22）将免疫磁珠（1）的位置信息传至上位机（14）显示。