KR101239863B1 - 자기저항센서를 이용한 검출시스템 - Google Patents

자기저항센서를 이용한 검출시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자기저항센서를 이용한 검출시스템에 관한 것으로, 특히 자기저항센서를 구비한 검출기기로부터 공급된 검출신호를 증폭하며, 자기장이 인가되어 있는 동안 자기 신호만을 감지하는 증폭구동부 구비하되, 상기 증폭구동부는 상기 검출신호가 입력되는 자기저항센서 입력 후단에 적어도 하나 이상의 캐퍼시터를 포함하여 구성되는 AC 증폭회로를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 자기저항센서에서 발생하는 검출신호가 입력되는 입력단의 신호를 AC 성분만을 증폭하는 AC 증폭부를 구비하여 불필요한 DC 전압까지 증폭되는 현상을 배제하여 차동증폭의 이득(gain)을 높게 가져갈 수 있어 신호대 잡음비가 향상되며, 효과적이며 신뢰성 있는 신호검출이 가능한 효과가 있다.

Description

자기저항센서를 이용한 검출시스템{System for signal detection of specimen using magnetic resistance sensor}
본 발명은 검출효율을 증대할 수 있는 자기저항센서를 이용한 검출시스템에 관한 것이다.
바이오 센서는 물질을 감지하기 위해 자기 저항 센서(Magneto resistance, Hall 센서)를 이용한 자성입자 검출 장치를 이용하게 된다. 이러한 자성 입자 검출 장치는 교류 전류 및 직류 전원의 복합적인 전원을 사용해야 한다.
또한, 자기 저항 센서 중 민감도가 좋지 않기 때문에 수직 방향의 강력한 자계를 인가하여 센서를 구동해야 한다. 그리고 교류 파형의 입력 신호를 이용하기 때문에 외부 노이즈에 민감한 측면이 있으며, 기준 전압을 가변 저항을 이용하여 변환시켜야하는 어려운 문제점을 가지고 있다.
아울러 홀 센서를 구동하기 위하여 복잡한 시스템 장비를 구성해야 하면, 많은 전력을 필요로 하므로 비용면에서 큰 약점이 있었다. 따라서, 자기 저항 센서(홀 센서)를 구동하기 위하여 복잡한 시스템 장비를 구성해야 하며, 외부 노이즈에 민감하고, 많은 전력이 필요함으로 비용 면에서 큰 약점이 있다. 또한, 상술한 홀 센서를 통해 감지한 검출신호를 검출하는 시스템은 검출신호를 증폭하는 증폭기와 증폭기를 통과한 신호를 계측기(Lock-in stage Oscilloscope)를 통해 검출하는 시스템으로 구성하여 왔다.
즉, 종래의 자기저항 센서 (Magneto resistance, Hall 센서)를 이용한 자성입자 검출 장치는 교류 전류 및 직류 전원의 복합적인 전원을 사용해야 한다. 또한 자기저항센서(Magneto resistance) 중 민감도가 비교적 좋지 않기 때문에 수직 방향의 강력한 Applied Magnetic field 을 인가하여 센서를 구동해야 한다. 그리고 교류 파형의 입력 signal 이용하기 때문에 외부 noise에 민감한 측면이 있으며, Lock-in stage (계측기) 를 이용하여 신호처리를 하였다. 따라서 이러한 홀(Hall) 센서를 구동하기 위하여 복잡한 시스템(system) 장비를 구성해야 하며, 외부 noise에 민감하고, 많은 전력이 필요하므로, 비용 면에 있어서 큰 약점을 가지고 있다.
본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 자기저항센서에서 발생하는 검출신호가 입력되는 입력단의 신호를 AC 성분만을 증폭하는 AC 증폭부를 구비하여 불필요한 DC 전압까지 증폭되는 현상을 배제하여 차동증폭의 이득(gain)을 높게 가져갈 수 있어 신호대 잡음비가 향상되며, 효과적이며 신뢰성 있는 신호검출이 가능한 검출시스템을 제공하는 데 있다.
상술한 과제를 해결하기 위한 수단으로서 본 발명은, 자기저항센서를 구비한 검출기기로부터 공급된 검출신호를 증폭하며, 자기장이 인가되어 있는 동안 자기 신호만을 감지하는 증폭구동부 구비하되, 상기 증폭구동부는 상기 검출신호가 입력되는 자기저항센서 입력 후단에 적어도 하나 이상의 캐퍼시터를 포함하여 구성되는 AC 증폭회로를 포함하여 구성되는 자기저항센서를 이용한 검출시스템을 제공할 수 있도록 한다.
또한, 본 발명은 상기 검출시스템은, 상기 검출신호의 구동을 직류전원 전압을 이용하여 구동하는 자기저항센서를 이용한 검출시스템을 제공할 수 있도록 한다.
또한, 상기 검출기기는, 상기 검체를 고정하는 검체고정유닛;과 자성입자가 결합된 상기 검체의 자기적인 성분을 감지하는 자기저항센서;와 상기 자기저항센서에 외부자기장을 인가하는 외부자기장인가장치; 를 포함하여 구성될 수 있다.
이 경우, 상기 외부자기장인가장치는, 상기 자기저항센서에 수평방향으로 자기장을 인가하는 제1인가유닛; 상기 자기저항센서에 수직방향으로 자기장을 인가하는 제2인가유닛;을 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 상기 자기저항센서는 거대자기저항(GMR)센서로 구현할 수 있다.
아울러, 상기 검체를 구비한 검체고정유닛은, 항원을 포함하는 바이오물질이 고정된 측정 카트리지 또는 멤브레인을 이용할 수 있다.
본 발명에 따르면, 자기저항센서에서 발생하는 검출신호가 입력되는 입력단의 신호를 AC 성분만을 증폭하는 AC 증폭부를 구비하여 불필요한 DC 전압까지 증폭되는 현상을 배제하여 차동증폭의 이득(gain)을 높게 가져갈 수 있어 신호대 잡음비가 향상되며, 효과적이며 신뢰성있는 신호검출이 가능한 효과가 있다.
특히, 거대자기저항센서를 이용하여 우수한 MR ratio 및 민감도로 효과적인 자성입자의 검출이 가능함은 물론, 적은 전력을 이용하여 경제적이며 기존의 증폭회로에 비해 회로가 간소해지는 장점이 구현된다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예로서 거대자기저항센서(GMR)의 센싱 원리를 설명하기 위한 개념도이다.
도 2는 이러한 자기저항센서(GMR 센서)를 이용한 본 발명에 따른 검출시스템의 전체 구성도를 도시한 것이다.
도 3은 이러한 본 발명에 따른 자기저항센서로서 측정키트로 구현한 GMR 베어 칩을 도시한 이미지이다.
도 4는 도 3에서 상술한 자기저항센서로서 측정키트로 구현한 GMR 베어 칩을 이용하여 검출신호를 스캔하는 방식의 일례를 도시한 개념도이다.
도 5a에 도시된 것은 일반 증폭회로의 구성도를 도시한 것이며, 도 5b에 도시된 것은 본 발명에 따른 증폭구동부를 도시한 구성도이다.
도 5c는 도 5b의 본 발명에 따른 증폭구동부의 구조를 실제 회로로 구현한 이미지를 도시한 것이다.
도 6은 본 발명에 따른 증폭구동부를 통해 GMR Signal의 저농도 자성입자를 검출한 신호 파형을 나타낸 것이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 구성 및 작용을 구체적으로 설명한다. 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성요소는 동일한 참조부여를 부여하고, 이에 대한 중복설명은 생략하기로 한다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 발명은 입력 검출신호를 증폭하는 증폭구동부에 AC 증폭회로를 추가하여 자기저항센서에서 출력되는 신호의 신호대 잡음비를 향상시킬 수 있는 검출시스템을 제공하는 것으로 요지로 한다.
본 발명에 이용되는 자기저항(MR)센서는 다양한 종류가 사용될 수 있으며, 일례로는 정상자기저항(Ortrinary Magnetoresistance, OMR)센서, 이방성 자기저항(Anisotropic Magnetoresistance, AMR)센서, 거대자기저항(Giant Magnetoresistance, GMR)센서, 초거대자기저항(Colossal Magnetoresistance, CMR)센서, 터널링자기저항(Tunnelling Magnetoresistance, TMR)센서, MJT (Magnetic Tunneling Junction)센서 중 선택되는 어느 하나를 이용할 수 있다. 특히, 바람직하게는 거대 자기 저항(Giant Magnetoresistance, GMR)센서를 활용할 수 있다. 따라서 이하에서는 본 발명의 바람직한 일 실시예로서 자기저항센서 중 거대자기저항 센서를 활용한 검출시스템을 일례를 들어 본 발명의 작용을 설명하기로 한다.
도 1을 참조하면, 도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예로서 거대자기저항센서(GMR)의 센싱 원리를 설명하기 위한 개념도이다.
본 발명에 따른 거대자기저항센서를 이용한 검출시스템은 거대 자기 저항 소자, 스위칭 소자 및 자성 물질로 구성되는 거대 자기 저항 센서(Giant Magneto Resistance; 이하 GMR)가 바이오 센서에 적어도 1개 이상이 배치되거나, 또는 거대자기저항(GMR) 센서를 측정기기에 적어도 하나 이상을 형성하고 측정키트를 측정기기에 로딩시키고 여기에 자기력을 인가하여 각각 다른 특성을 띠는 물질의 성분에 따라 각각 상이한 자화율을 센싱하여, 주변 물질의 전기적 성분을 분석한다.
이때, GMR 센서는 스핀 밸브 타입(Spin-valve type)의 GMR 소자를 이용할 수 있다. 스핀 밸브 타입의 GMR 소자의 센싱 원리는 도 1에 도시된 바와 같이 두 개의 강자성체 금속층 사이에 비자성 금속층이 사이에 위치한다. 두 개의 강자성체 금속층 중 어느 한 층의 자력은 고정되어 있고 두 개의 강자성체 금속층 중 다른 한 층의 자력은 가변적으로 조정하여 두 층의 자력이 평행할 경우 오직 특정 방향으로 스핀이 배향된 전자만이 도체를 통과하는 원리를 이용하는 것이다. 즉, 두 강자성층의 자화 방향의 정렬에 따라 재료 내부에서 유도되는 전기 저항의 차이 또는 전위차가 발생하고 이것을 디지털 신호로 인식하게 된다.
도 2는 이러한 자기저항센서(GMR 센서)를 이용한 본 발명에 따른 검출시스템(이하, '본 시스템'이라 한다.)의 전체 구성도를 도시한 것이다.
도시된 도면을 참조하면, 본 발명에 따른 본 시스템은 검출하고자 하는 검체와 상기 검체를 고정하는 검체고정유닛(120), 상기 검체에 외부에서 자기장을 인가하는 외부자기장인가장치(110), 그리고 자기저항 센서(130)를 포함하여 이루어진다. 이 기본구조를 이용해 검체를 검체고정유닛(120)에 마운팅(mounting)하고, 외부자기장인가장치(110)에서 외부자기장을 인가하며, 자기저항센서(130)에서 자기적 성분(자성입자)와 결합한 검체에 대한 자기신호(MR signal)(131)를 감지하여 전기적 성분으로 분리하고 분석할 수 있도록 한다.
이 경우, 본 발명에 따른 본 검출시스템은 상기 자기저항센서(130)를 구비한 검출기기로부터 공급된 검출신호(131)를 증폭하며, 자기장이 인가되어 있는 동안 자기 신호만을 감지하는 증폭구동부(A) 구비하되, 상기 증폭구동부(A)는 상기 검출신호가 입력되는 자기저항센서 입력 후단에 적어도 하나 이상의 캐퍼시터를 포함하여 구성되는 AC 증폭회로를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다. 이러한 AC 증폭회로를 구비하는 증폭구동부(A)는 자기저항센서의 입력 후단을 비 직결(Capacitor 연결) 하는 방식임)을 하여 불필요한 바이어스 DC 전압까지 함께 증폭되는 현상을 막아 신호 대 잡음비를 향상시키며, 효과적인 신호 검출을 구현할 수 있도록 한다.
다시 설명하면, 자기저항센서 입력 단의 신호를 AC 성분만 증폭하는 AC 증폭방식으로 설계하여 불필요한 바이어스 DC 전압까지 함께 증폭되는 현상을 차단하여 차동 증폭의 게인(Gain) 을 높게 가져갈 수 있게 되어 효과적으로 신호 검출이 가능하며, 저 농도의 자성입자에 해당하는 신호를 정확하게 확인 가능할 수 있게 되는 장점을 구현할 수 있게 된다.
자성입자는 10~100emu/g의 자화 값을 구비할 수 있다. 이 경우 상기 자성입자는 그 특성이 초상자성(superparamagnetism) 또는 상자성(paramagnetism)을 가질 수 있다.
상기 외부자기장 인가장치는 기본적으로 상기 자기저항센서(130)의 제1방향 및 제2방향 외부자기장을 인가하는 것이 바람직하다. 상술한 제1방향 및 제2방향은 특히 바람직하게는 상기 자기저항센서에 수평방향(Y축)으로 자기장을 인가시키는 제1인가유닛, 그리고 상기 자기저항센서에 수직방향(Z축)으로 자기장을 인가시키는 제2인가유닛을 포함함이 바람직하다. 물론 상술한 수평 방향 수직 방향은 상기 자기저항 센서의 입면에 반드시 수직만을 의미하는 것이 아니라, 일정 정도의 입사방향의 유동성을 구비하는 것을 포함하는 개념이다.
이러한 2축 방향의 자기장의 인가를 하는 이유는, GMR 센서는 센서와 직각 방향(Y축)의 자기장에 대해서만 매우 강한 영향을 받고, 센서와 평행한 방향(X축)에 대해서는 약간의 영향을 받는 반면에 센서와 수직인 방향(Z축)에 대해서는 전혀 영향을 받지 않는 특성을 지닌다. 또한, Y축 방향의 자기장에 대해서는 고유의 선형 구간(linear range) 안에서 편향(biasing) 조절이 가능하다.
따라서, GMR 센서의 최대 성능 구현을 위한 시스템 디자인은 Z축 방향으로 직류 자기장(DC magnetic field)을 인가하여 초상자성의 자성입자를 포화 자화시키고, Y축 방향으로 자기장을 인가하여 센서의 감도 성능이 최대가 되는 편향 조절을 하는 것이 필수적이다. 이때, Y축 방향의 자기장 인가는 직류전류(DC current)를 통해 발생하는 유도 자기장(induced magnetic field)을 사용하는 것이 신호 대 잡음 비 향상에 매우 효과적이다. 또한, 측면 유동 멤브레인에 국지 축적된 자성입자는 Y축 방향의 유도 자기장과 같은 방향으로 스캐닝(scanning)을 통해 이송되도록 하는 것이 가장 바람직하다.
상기 자기저항센서(130)은 상술한 것처럼 다양한 종류가 사용될 수 있으며, 다만 본 발명에서는 그 일 실시예로서 거대자기저항(GMR)소자를 이용한 센서를 구성한 것을 일례로 설명하기로 한다.
도 3은 이러한 본 발명에 따른 자기저항센서로서 측정키트로 구현한 GMR 베어 칩을 도시한 이미지이다.
본 시스템에 적용되는 일 실시예로서의 도시된 이미지인 측정 키트 내에 바이오센서용 GMR을 한 개 혹은 복수 개를 설치하여 전극 패턴을 형성한 구조로 구현되며, 이때 사용된 GMR소자는 (0.3mm, 0.5mm,1.0mm), (0.25mm, 1.0mm, 1.5mm)의 체적을 갖는 규격으로 Saturation field는 3~150Gauss이고 Sensitivity는 최소 0.9~최대18(mV/V-Oe)되는 소자를 사용하였다.
또한, GMR소자 자체 인터페이스(interface)는 휘스톤 브릿지(Wheatstone bridge)을 사용하여 전원 공급은 전원 전압 수V ~ 수십V를 인가하였고, 이때 센싱엘리먼트(sensing element)는 약 수Ω ~ 수MΩ 정도로 측정되는 것을 사용하였다.
도 4는 도 3에서 상술한 자기저항센서로서 측정키트로 구현한 GMR 베어 칩을 이용하여 검출신호를 스캔하는 방식의 일례를 도시한 개념도이다.
즉, 거대자기저항(GMR;Giant Magneto Resistance)을 이용하여 시료의 자성입자 밴드를 측정하기 위해서 자성입자의 시간적으로 변화의 자화값을 측정하기 위해 스캔(Scan)방식을 도식화하였다.
자성입자 밴드로 형성되는 검체(121)는 검체고정유닛(120)은 측정키트에 안치되며, 상기 측정키트는 모터스캐너(SC)에 의해 전후로 움직일 수 있도록 구성될 수 있다. 상기 측정키트와 소정부분 이격되는 지지대(131)의 상부에는 자기저항센서(GMR; 130)이 장착되어 일정한 스캔속도로 움직이는 검체 내부의 자성입자의 시간적인 자화값의 변화를 센싱할 수 있게 된다.
도 5a에 도시된 것은 일반 증폭회로의 구성도를 도시한 것이며, 도 5b에 도시된 것은 본 발명에 따른 증폭구동부를 도시한 구성도이다.
구체적으로 살펴보면, 자기저항센서에 자성입자에서의 검출신호를 입력받는 센서입력부(131)의 후단에 증폭부(133)가 직결(132)되는 시스템 구성을 구현하는 구조이다. 즉 증폭 회로 구성 (DC Topology : 센서 입력 후단을 직결하는 방식임) 을 할 수 있다. 그러나 도 5a와 같은 신호 검출 시스템(system)을 구성한다면, 불필요한 바이어스 DC 전압까지도 함께 증폭되어 차동 증폭의 게인(Gain)을 높게 가져갈 수 없게 되어 정확한 신호를 얻기 힘들며, 저 농도의 자성입자에 해당하는 신호는 정확하게 확인하기 어려울 것이다. 또한, 후단에 DC Offset 조정 회로(DC 방식의 구성이기 때문에 증폭을 거치면서 DC 기준 값이 변하여 Offset 조정이 필요) 가 필요하여 신호 검출 시 조정해야하는 번거로움이 발생하는 문제가 발생하게 된다.
도 5b는 본 발명에 따른 증폭구동부를 도시한 것으로, 센서입력부(131)의 후단과 증폭기(133) 사이를 캐퍼시터를 연결하는 방식으로 구현되는 구조를 취하고 있다. 즉 증폭회로를 구성하되, 센서입력부 후단과 증폭기의 사이를 AC 증폭회로로 연결하는 방식(AC Topology : 센서 입력 후단을 비 직결(Capacitor 연결) 하는 방식임)을 구현하여 불필요한 바이어스 DC 전압까지 함께 증폭되는 현상을 막아 신호 대 잡음비를 향상시키며, 효과 적인 신호 검출이 가능하게 할 수 있다.
다시 설명하면, 센서 입력 단의 신호를 AC 성분만 증폭하는 AC 증폭방식으로 설계하여 불필요한 바이어스 DC 전압까지 함께 증폭되는 현상을 차단하여 차동 증폭의 Gain 을 높게 가져갈 수 있게 되어 효과적으로 신호 검출이 가능하며, 저 농도의 자성입자에 해당하는 신호를 정확하게 확인 가능하다. 또한 후단의 DC Offset 조정 회로가 필요 하지 않아 (AC 방식 구성이기 때문 DC 기준 값이 변하지 않아 offset 조정이 필요 없음) 회로 자체내의 자동 보정 기능을 갖게 되며, 회로 자체가 간단해 지게 된다.
도 5c는 도 5b의 본 발명에 따른 증폭구동부의 구조를 실제 회로로 구현한 이미지를 도시한 것이다. 즉, 거대 자기저항 센서(Giant Magneto - Resistance)에 적용된 AC Topology 센서 입력 후단을 비 직결(Capacitor 연결) 하는 방식임) type 회로도를 나타낸다.
도 6은 본 발명에 따른 증폭구동부를 통해 GMR Signal의 저농도 자성입자를 검출한 신호 파형을 나타낸 것이다.
(a)는 도 5a와 같은 일반적인 회로 구성하여 신호를 검출 하였고, (b)는 도 5b와 같이 본 발명에 따른 AC Topology 방식의 회로 구성하여 신호를 검출한 실제 측정 Data 이다. 도시된 이미지에서 확인할 수 있듯이 본 발명에 따른 AC Topology 방식의 신호가 일반적인 방식 보다는 신호 대 잡음비가 우수하며, 차동 증폭의 Gain 을 높게 가져갈 수 있게 되어 효과적으로 신호 검출이 가능함을 확인할 수 있다.
증폭구동부를 형성하는 회로부 AC 증폭회로(Hardware 적인 제어 방법 : AC topology type)를 두어, 출력되는 신호의 불필요한 바이어스 DC 전압까지 함께 증폭되는 현상을 막아 신호 대 잡음 비 향상 시킬 수 있도록 하며, 기존의 증폭 회로에 비해 회로가 간단해지는 장점을 가져 다양한 적용(Application)이 가능하다.
또한 자기저항센서(Magneto resistance) 중 가장 우수한 MR ratio 및 민감도를 가지는 거대 자기 저항 센서 (Giant Magneto Resistance)를 사용하여 효과적으로 자성입자를 검출할 수 있으며, 시스템(system) 구동 시 직류 전원 전압만 이용 하기 때문에 자기저항센서 (Magneto - resistance, Hall 센서) 에 비해서 적은 전력을 이용하므로 비용 면에서 유리하다.
전술한 바와 같은 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였다. 그러나 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능하다. 본 발명의 기술적 사상은 본 발명의 기술한 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
본 발명의 권리 범위는 특허청구범위에 기재된 사항에 의해 결정되며, 특허 청구범위에 사용된 괄호는 선택적 한정을 위해 기재된 것이 아니라, 명확한 구성요소를 위해 사용되었으며, 괄호 내의 기재도 필수적 구성요소로 해석되어야 한다.
110: 외부자기장인가장치
120: 검체고정유닛
121: 검체
130: 자기저항센서
131: 자기신호 or 자기신호 센서입력부
A: 증폭구동부

Claims (6)

  1. 자기저항센서를 구비한 검출기기로부터 공급된 검출신호를 증폭하며, 자기장이 인가되어 있는 동안 자기 신호만을 감지하는 증폭구동부 구비하고,
    상기 증폭구동부는 상기 검출신호가 입력되는 자기저항센서 입력 후단에 적어도 하나 이상의 직렬 연결된 캐퍼시터를 구비하는 AC증폭회로를 포함하되, 상기 캐퍼시터는 상기 자기저항센서와 상기 증폭구동부를 연결하는 도선에 직렬 연결되는 것을 특징으로 하는, 자기저항센서를 이용한 검출시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 검출시스템은,
    상기 검출신호의 구동을 직류전원 전압을 이용하여 구동하는 자기저항센서를 이용한 검출시스템.
  3. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    상기 검출기기는,
    자성입자가 결합된 검체를 고정하는 검체고정유닛;과
    자성입자가 결합된 상기 검체의 자기적인 성분을 감지하는 자기저항센서;와
    상기 자기저항센서에 외부자기장을 인가하는 외부자기장인가장치; 를 포함하여 구성되는 자기저항센서를 이용한 검출시스템.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 외부자기장인가장치는,
    상기 자기저항센서에 수평방향으로 자기장을 인가하는 제1인가유닛;
    상기 자기저항센서에 수직방향으로 자기장을 인가하는 제2인가유닛;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기저항센서를 이용한 검출시스템.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 자기저항센서는 거대자기저항(GMR)센서인 것을 특징으로 하는 자기저항센서를 이용한 검출시스템.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 검체고정유닛은,
    항원을 포함하는 바이오물질이 고정된 측정 카트리지 또는 멤브레인인 자기저항센서를 이용한 검출시스템.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2608930T3 (es) 2012-01-04 2017-04-17 Magnomics, S.A. Dispositivo monolítico que combina CMOS con sensores magnetorresistivos
KR102445270B1 (ko) * 2016-12-20 2022-09-20 한국전자기술연구원 전류센서 및 그의 제조방법
CN112816542A (zh) * 2021-01-04 2021-05-18 武汉市合众电气设备制造有限公司 一种基于巨磁阻效应的微量铁粉检测装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100104825A (ko) * 2009-03-19 2010-09-29 엘지이노텍 주식회사 거대 자기 저항 센서를 이용한 증폭 구동부
KR20100104826A (ko) * 2009-03-19 2010-09-29 엘지이노텍 주식회사 진단 기기

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100054357A (ko) * 2008-11-14 2010-05-25 엘지이노텍 주식회사 자기 센서를 이용한 검체의 신호검출 시스템
KR20100104396A (ko) * 2009-03-17 2010-09-29 엘지이노텍 주식회사 자기저항센서를 이용한 검체의 신호검출 시스템 및 이를 이용한 검출방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100104825A (ko) * 2009-03-19 2010-09-29 엘지이노텍 주식회사 거대 자기 저항 센서를 이용한 증폭 구동부
KR20100104826A (ko) * 2009-03-19 2010-09-29 엘지이노텍 주식회사 진단 기기

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