JP2009002838A - 検出装置及び検出方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】第1の磁性膜(検出層)、非磁性膜、及び、第2の磁性膜(磁化固定層)がこの順に積層されたセンサ素子と、センサ素子に電流を供給する電源と、センサ素子の電圧を検出する電圧検出手段と、検出層の磁化容易方向に磁界を印加する磁気発生手段とを具備し、センサ素子に印加された磁界の強度とセンサ素子の電圧の大きさとから、磁性粒子を検出する検出装置であって、第2の磁性膜の磁化方向が磁気発生手段から印加される磁界の方向と平行であり、第1の磁性膜が、100Oe以上で磁化反転する磁性膜であり、磁気発生手段から印加される磁界が、第2の磁性膜の一方向異方性の向きであることを特徴とする検出装置である。
【選択図】図1
Description
David R.Baselt,et al,Biosensors & Bioelectronics,13,731,(1998)
1.印加磁界が小さければ磁性粒子の磁化が小さいために検出信号が得られず、
2.磁性粒子の磁化が十分に大きくなるような磁界を印加すると、磁気抵抗効果素子の検出感度を超えるために磁性粒子の検出が困難であった。
前記第2の磁性膜の磁化方向が前記磁気発生手段から印加される磁界の方向と平行であり、
前記第1の磁性膜が、100Oe以上で磁化反転する磁性膜であり、
前記磁気発生手段から印加される磁界が、前記第2の磁性膜の一方向異方性の向きであることを特徴とする検出装置である。
磁界を印加しない状態では一方向異方性は印加磁界と反平行に向いているように構成することも好ましい。
(実施例1)
本実施例では、前立腺特異抗原(PSA)を検出するバイオセンサに本発明を適用した例について図3を用いて詳細に説明する。
本実施例では、実施例1と同様に前立腺特異抗原(PSA)を検出するバイオセンサに本発明を適用した例について記載する。ただし、本実施例で用いる磁気抵抗効果膜は、垂直磁化膜である磁性体が用いられる。
102、302、402 非磁性層
103、303、403 磁化固定層
104、304、404、602 磁性粒子
105、107 特異的結合物質
106 生体物質(検出対象)
108、308、408 電流源
109 電圧検出手段
110 固定化膜
111 磁界
112、604 浮遊磁界
305、405 第二の抗体
306、406 PSA
307、407 第一の抗体
309、409 電圧計
310、410 シリコン基板
311、411 選択トランジスタ
312、412 非固定化膜
313、413、504 コイル
314、414、505 電磁石用電源
315、415 上部電極
501 センサ素子
502 リファレンス素子
503 センスアンプ
506 ロックインアンプ
507 正弦波発生装置
508 コンピュータ
601 磁気抵抗効果素子
603 高流磁界
605 磁化ベクトル
Claims (7)
- 検出層となる第1の磁性膜、非磁性膜、及び、磁化固定層となる第2の磁性膜がこの順に積層された磁気抵抗効果膜からなるセンサ素子と、前記センサ素子に電流を供給する電源と、前記センサ素子の電圧を検出する電圧検出手段と、前記検出層の磁化容易方向に磁界を印加する磁気発生手段とを具備し、前記センサ素子に印加された磁界の強度と前記センサ素子の電圧の大きさとから、磁性粒子を検出する検出装置であって、
前記第2の磁性膜の磁化方向が前記磁気発生手段から印加される磁界の方向と平行であり、
前記第1の磁性膜が、100Oe以上で磁化反転する磁性膜であり、
前記磁気発生手段から印加される磁界が、前記第2の磁性膜の一方向異方性の向きであることを特徴とする検出装置。 - 前記検出層が一方向異方性を有する反強磁性膜と強磁性膜の交換結合膜であり、
磁界を印加しない状態では前記一方向異方性は印加磁界と反平行に向いていることを特徴とする請求項1に記載の検出装置。 - 前記検出層がGd、Tb、及び、遷移金属の合金、あるいはDyと遷移金属の合金、あるいはGd、Dyと遷移金属の合金からなるフェリ磁性体であり、
磁界を印加しない状態では前記検出層の磁化方向が印加磁界と反平行に向いていることを特徴とする請求項1に記載の検出装置。 - 前記磁性粒子が軟磁性体であることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の検出装置。
- 前記センサ素子と前記磁性粒子が検出対象である物質によって特異的に結合されていることを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の検出装置。
- 請求項1から5のいずれか一項に記載の検出装置を用いて前記磁性粒子を検出する方法であって、
前記印加される磁界の強度を、前記検出層の磁化反転磁界よりも小さな磁界から徐々に大きくし、前記センサ素子の電圧の大きさを測定することで前記磁性粒子を検出することを特徴とする検出方法。 - 前記磁気抵抗効果膜と前記磁性粒子とが検出対象である物質によって特異的に結合されている場合、前記磁性粒子を標識として前記検出対象である物質を間接的に検出することを特徴とする請求項6に記載の検出方法。
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