KR20100035199A - Apparatus for bio diagnosis of rotate type - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A rotation type bio diagnostic apparatus is provided to measure a plurality of bio materials by installing at least one sensing material coated with a magnetic component in a rotation type disc through one time measurement. CONSTITUTION: A rotation type bio diagnostic apparatus comprises a rotation unit(30) mounting a sensing material(40) in a rotation type disc; a signal sensing unit(10) having a magnetic resistance sensor(12); and a monitoring unit(20) for monitoring a signal measured through the signal sensing unit.

Description

회전 타입 바이오 진단 장치{Apparatus for bio diagnosis of rotate type}Apparatus for bio diagnosis of rotate type

본 발명은 바이오 진단 장치에 관한 것으로, 특히 자기적 성분이 코팅된 바이오 물질(항원 또는 검체)인 1개 이상의 감지 물질을 회전 타입의 디스크에 장착하여 한 번의 측정을 통하여 다수개의 바이오 물질을 측정하기에 적당하도록 한 회전 타입 바이오 진단 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a bio-diagnostic device, and more particularly, to measure a plurality of bio-materials through a single measurement by mounting one or more sensing materials, which are magnetic materials coated bio-materials (antigens or specimens), onto a rotating disk. It relates to a rotation type bio-diagnostic device adapted to.

일반적으로 자기저항 센서(magnetic sensor)는 자기장 또는 자력선의 크기와 방향을 측정하는 센서로서, 자기장의 영향으로 여러 가지 물질의 성질 등이 변하는 것을 이용하여 자기장을 측정한다. 홀효과나 자기저항효과 등을 이용하여 홀소자나 MR(Magnetic Resistance) 소자 등을 만들기도 하고, VTR(Video Tape Recorder), 테이프 리코더 등의 제조에도 이용한다.In general, a magnetic resistance sensor (magnetic sensor) is a sensor for measuring the size and direction of the magnetic field or the line of magnetic force, the magnetic field is measured by changing the properties of various materials due to the influence of the magnetic field. Hall elements or magnetoresistive (MR) elements are made using the Hall effect, magnetoresistance effect, etc., and they are also used to manufacture VTRs (Video Tape Recorders) and tape recorders.

한편 혈액 성분 분석 수단으로 거대 자기저항 센서 카트리지 및 이를 이용한 센싱 셀 어레이(대한민국 공개특허 제2004-55387호, 일본 특허공개 제2004-205495호)가 공개된 바 있다.Meanwhile, a large magnetoresistive sensor cartridge and a sensing cell array (Korean Patent Laid-Open Publication No. 2004-55387, Japanese Patent Laid-Open Publication No. 2004-205495) have been disclosed as blood component analysis means.

도 1은 종래 거대 자기저항 센서 및 이를 이용한 센싱 셀 어레이의 개념도이다.1 is a conceptual diagram of a conventional giant magnetoresistive sensor and a sensing cell array using the same.

그래서 복수개의 거대 자기저항 센서 카트리지를 N개의 컬럼과 M개의 로우로 이루어진 센싱 셀 어레이에 배치하고, 센싱 셀 어레이로 이루어진 바이오 센서 카트리지 칩을 패키지 혹은 웨이퍼 레벨에서 준비한다.Thus, a plurality of giant magnetoresistive sensor cartridges are placed in a sensing cell array consisting of N columns and M rows, and a biosensor cartridge chip consisting of the sensing cell array is prepared at the package or wafer level.

그리고 주변 물질로 이루어진 성분 측정 데이터들을 각각의 거대 자기저항 센서 카트리지에 노출시킨다. 이후 거대 자기저항 센서 카트리지의 센싱 셀 어레이에서 각각의 성분 측정 데이터들을 측정하고, 혈액 성분 분석 수단을 이용하여 측정된 성분 데이터들을 전기적으로 분석하게 된다.Component measurement data consisting of surrounding materials are then exposed to each large magnetoresistive sensor cartridge. Then, the respective component measurement data are measured in the sensing cell array of the giant magnetoresistive sensor cartridge, and the component data measured by the blood component analyzer is electrically analyzed.

이러한 기존 발명은 거대 자기저항 센서 카트리지 및 이를 이용한 센싱 셀 어레이에 관한 것으로, 각각 다른 복수개의 성분으로 구성된 주변 물질들의 성분을 서로 다른 자기장의 검출에 따라 센싱하여 전기적 성분으로 분리 및 분석하도록 하는 기술을 개시하였다.The existing invention relates to a giant magnetoresistive sensor cartridge and a sensing cell array using the same. A technology for sensing and analyzing components of peripheral materials each consisting of a plurality of components according to the detection of different magnetic fields to separate and analyze them into electrical components Started.

기존 발명은 센싱 셀 어레이 GMR(Giant Magneto Resistance, 거대 자기 저항) 소자, 스위칭 소자 및 자성물질(또는 포싱 워드라인)로 구성되는 거대 자기저항 센서를 바이오 센서 카트리지 칩에 복수개의 로우 및 컬럼 형태를 갖는 센싱 셀 어레이로 배치하여, 각각 다른 특성을 띠는 주변물질의 성분에 따라 각각 상이한 자화율을 센싱하여, 주변물질의 전기적 성분을 분석한다.Existing invention has a large magnetoresistive sensor comprising a sensing cell array Giant Magneto Resistance (GMR) element, a switching element, and a magnetic material (or forcing word line) having a plurality of row and column shapes on a biosensor cartridge chip. Arranged in a sensing cell array, the magnetic susceptibility of each of the peripheral materials having different characteristics is sensed, and the electrical components of the peripheral materials are analyzed.

혹은 각각 다른 복수의 성분으로 구성된 주변 물질 등을 자화율 또는 유전율에 따르는 전기적 성분으로 분리하고 분석하게 하는 것이다.Alternatively, the peripheral material composed of a plurality of different components may be separated and analyzed into electrical components according to susceptibility or permittivity.

MTJ(Magnetic Tunnel Junction) 또는 GMR 소자를 가지는 자화 페어 감지 센서, MTJ 소자 및 자성 물질을 가지는 자기저항 센서, 센싱 커패시터 스위칭 소자를 가지는 유전율 감지 센서, MTJ 소자 또는 GMR 소자, 전류 라인, 가변 강자성층 및 스위칭 소자를 가지는 자화 홀 감지 센서, 또는 GMR 소자, 스위칭 소자 및 자성 물질로 구성된 거대 자기저항(GMR) 센서를 바이오 센서 팁에 복수의 로우 및 컬럼 형태를 가지는 센싱 셀 어레이로 배치하고, 각각 다른 특성을 나타내는 주변 물질의 성분 및 성분의 크기에 따르고 각각 서로 다른 자화율 또는 유전율을 센싱 하고, 분석을 원하는 주변 물질의 성분을 전기적 성분으로 분리하게 한다.Magnetized pair sensing sensor with MTJ (Magnetic Tunnel Junction) or GMR element, magnetoresistive sensor with MTJ element and magnetic material, dielectric constant sensor with sensing capacitor switching element, MTJ element or GMR element, current line, variable ferromagnetic layer and Magnetization Hall sensing sensors with switching elements, or large magnetoresistive (GMR) sensors composed of GMR elements, switching elements, and magnetic materials, are arranged in a sensing cell array having a plurality of row and column shapes at the biosensor tip, each having different characteristics. According to the component of the peripheral material and the size of the component that indicates the different susceptibility or dielectric constant, respectively, and the components of the peripheral material to be analyzed to be separated into electrical components.

기존 기술의 경우, 센서를 어레이로 사용한다는 점과 센서와 바이오 물질(bio-contents) 간의 센싱되는 매커니즘을 기술하였고, 어레이 타입(type)과 관련한 회로구성에 역점을 두었다.The existing technology described the use of sensors as arrays and the sensing mechanism between sensors and bio-contents. The emphasis was placed on circuit configuration in relation to array types.

그러나 기존 기술의 이러한 센서 구성은 복잡한 메모리 구조를 기본으로 하였으며, 간단한 센싱 키트(Kit)를 제작하는 데는 큰 문제점을 가지고 있다. 또한 비용 면에서도 MRAM(Magnetic Random Access Memory) 구조와 같은 반도체 공정을 이용한 센서 및 회로 단을 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 스위칭 회로로 구성해야 하는 어려움을 가지고 있어 비용 면에서 큰 약점을 가지고 있다.However, this sensor configuration of the existing technology is based on a complicated memory structure, and has a big problem in producing a simple sensing kit (Kit). In addition, there is a cost disadvantage in that the sensor and circuit stages using a semiconductor process such as an MRAM (Magnetic Random Access Memory) structure have to be composed of a Complementary Metal Oxide Semiconductor (CMOS) switching circuit.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 자기적 성분이 코팅된 바이오 물질(항원 또는 검체)인 1개 이상의 감지 물질을 회전 타입의 디스크에 장착하여 한 번의 측정을 통하여 다수개의 바이오 물질을 측정할 수 있는 회전 타입 바이오 진단 장치를 제공하는데 있다.Accordingly, the present invention has been proposed to solve the above conventional problems, and an object of the present invention is to mount at least one sensing material, which is a biomaterial (antigen or sample) coated with a magnetic component, on a disk of a rotating type. To provide a rotation type bio-diagnostic apparatus that can measure a plurality of bio materials through a single measurement.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 회전 타입 바이오 진단 장치의 블록구성도이다.Figure 2 is a block diagram of a rotation type bio diagnostic apparatus according to an embodiment of the present invention.

이에 도시된 바와 같이, 감지 물질(30)을 회전 타입의 디스크(31)에 장착하는 회전부(30)와; 상기 회전부(30)에 장착된 감지 물질(40)을 측정하는 GMR 센서(12)를 구비한 신호감지부(10)와; 상기 신호감지부(10)를 통해 측정된 신호를 모니터링하는 모니터링부(20);를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.As shown therein, the rotating part 30 for mounting the sensing material 30 to the rotating disk 31; A signal sensing unit 10 having a GMR sensor 12 measuring the sensing material 40 mounted on the rotating unit 30; And a monitoring unit 20 for monitoring the signal measured by the signal detecting unit 10.

상기 회전부(30)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 회전 타입으로 이루어지고 감지 물질(40)이 장착되는 디스크(31)와; 지지부(32)와; 일면은 상기 지지부(32)에 부착되고, 타 측면은 상기 디스크(31)와 연결되어 고정시키며, 상기 디스크(31)가 전후 방향으로 이동되도록 하는 전후 이동부(33)와; 일면은 상기 지지부(32)에 부착되고, 타 측면은 상기 신호감지부(10)를 고정하며, 상기 신호감지부(10)가 상하 방향으로 이동되도록 하는 상하 이동부(35);를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.As shown in FIG. 6, the rotating part 30 includes a disk 31 of a rotating type and on which a sensing material 40 is mounted; A support part 32; One side is attached to the support part 32, the other side is connected to and fixed to the disk 31, and the front and rear moving parts 33 which allow the disk 31 to move in the front and rear directions; One side is attached to the support 32, the other side is fixed to the signal detecting unit 10, the vertical detecting unit 35 to move the signal detecting unit 10 in the vertical direction; configured to include It is characterized by.

상기 회전부(30)는, 상기 디스크(31)를 상기 전후 이동부(33)에 연결시키고, 상기 디스크(31)가 회전되도록 하는 회전부(34);를 더욱 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.The rotating unit 30, the disk 31 is connected to the front and rear moving unit 33, the rotating unit 34 to rotate the disk 31; characterized in that it further comprises a configuration.

상기 신호감지부(10)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 기판(11)과; 상기 기판(11)에 장착되어 상기 감지 물질(40)을 감지하면 감지신호를 출력하는 자기저항(MR) 센서(12)와; 상기 자기저항(MR) 센서(12)의 감지신호를 모니터링부(20)로 전송하는 전극이 형성된 전극 패턴(15)과; 상기 전극 패턴(15)의 전극과 상기 자기저항(MR) 센서(12)를 연결시키는 와이어 본딩(16)과; 상기 와이어 본딩(16)의 연결 부위를 보호하는 에폭시 몰딩(17);을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.The signal detection unit 10, as shown in Figure 5, the substrate (11); A magnetoresistance (MR) sensor 12 mounted on the substrate 11 and outputting a detection signal when sensing the sensing material 40; An electrode pattern 15 having electrodes for transmitting a detection signal of the magnetoresistive (MR) sensor 12 to the monitoring unit 20; Wire bonding (16) connecting the electrode of the electrode pattern (15) and the magnetoresistive (MR) sensor (12); It characterized in that it comprises a; epoxy molding 17 to protect the connection portion of the wire bonding 16.

상기 신호감지부(10)는, 상기 자기저항(MR) 센서(12)가 상기 기판(11)에 장착되도록 상기 기판(11)에 형성된 홀(13, 14);을 더욱 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.The signal detecting unit 10 further includes holes 13 and 14 formed in the substrate 11 such that the magnetoresistive MR sensor 12 is mounted on the substrate 11. do.

상기 신호감지부(10)는, 상기 자기저항(MR) 센서(12)에 일정한 주파수를 인가하여 감지신호를 출력하는 것을 특징으로 한다.The signal detection unit 10 may be configured to output a detection signal by applying a constant frequency to the magnetoresistive MR sensor 12.

본 발명에 의한 회전 타입 바이오 진단 장치는 자기적 성분이 코팅된 바이오 물질(항원 또는 검체)인 1개 이상의 감지 물질을 회전 타입의 디스크에 장착하여 센싱 소자의 크기에만 제한되었던 감지범위를 극복할 수 있고, 동적인 스캐닝 방식에 의한 주파수 간 노이즈(Noise)를 구분할 수 있어 정량적 측정해석을 할 수 있다. 또한 현재 사용 중인 다수의 카트리지, 멤브레인, 항체를 직접 디스크(disk) 표면에 설치 할 수 있어 한 번의 스캐닝으로 다수의 감지 물질(항원 or 검체)을 분석할 수 있는 효과가 있다.The rotation type biodiagnostic apparatus according to the present invention can overcome the detection range limited to the size of the sensing element by mounting at least one sensing material, which is a magnetic substance coated biomaterial (antigen or sample), on the rotation type disk. In addition, noise can be distinguished between frequencies by a dynamic scanning method, thereby enabling quantitative measurement analysis. In addition, many cartridges, membranes, and antibodies that are currently in use can be installed directly on the disk surface, which can analyze multiple sensing substances (antigens or samples) with a single scan.

이와 같이 구성된 본 발명에 의한 회전 타입 바이오 진단 장치의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 판례 등에 따라 달라질 수 있으며, 이에 따라 각 용어의 의미는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 해석되어야 할 것이다.Referring to the preferred embodiment of the rotation type bio diagnostic apparatus according to the present invention configured as described above in detail with reference to the accompanying drawings as follows. In the following description of the present invention, detailed descriptions of well-known functions or configurations will be omitted if it is determined that the detailed description of the present invention may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention. It is to be understood that the following terms are defined in consideration of the functions of the present invention, and may be changed according to the intention of the user, the operator, or the precedent, and the meaning of each term should be interpreted based on the contents will be.

먼저 본 발명은 기존 MRAM에서 사용되는 자기저항(Magneto Resistance, MR) 칩을 바이오 센서로 응용하고자, 바이오 물질(항원 or 검체) 측정에 흔히 사용되는 POCT(Point of Care Testing)용 카트리지 혹은 멤브레인에 바이오 물질(항원 or 검체)의 매개체로 사용하고자 하는 자성 입자를 마운팅(mounting)하고, 그 때 발생하는 자기신호를 효과적으로 검출할 수 있는 기구개발에 있다. First, the present invention is to apply a magnetoresistance (MR) chip used in the existing MRAM as a biosensor, bio-in the cartridge or membrane for POCT (Point of Care Testing) commonly used for the measurement of biomaterials (antigens or samples) The present invention is to develop a device that can mount magnetic particles to be used as a medium (antigen or sample) and effectively detect magnetic signals generated at that time.

또한 1개 이상의 바이오 물질 (항원 or 검체)을 한 번의 측정을 통하여 검출 할 수 있는 다중 검출 시스템(Multiple detection system)을 구축하기 위하여 디스크 타입(disk type)의 기기를 개발하여 거대 자기저항을 이용한 바이오 센서를 개발하고자 한다.In addition, in order to establish a multiple detection system that can detect one or more biomaterials (antigens or samples) through one measurement, a disk type device was developed to create a bio-type using a large magnetoresistance. We want to develop a sensor.

그래서 바이오 센서용으로 자기저항 센서(Magneto Resistance)를 신호감지부 내에 설치할 경우, 자기적 성분이 코팅된 바이오 물질(항체 or 검체)을 검출 및 센싱하여 전기적 성분으로 분리 및 분석하도록 한다. Therefore, when a magnetoresistance sensor (Magneto Resistance) is installed in the signal detection unit for the biosensor, the magnetic material coated biomaterial (antibody or sample) is detected and sensed to be separated and analyzed as an electrical component.

본 발명은 기존 반도체 단위공정으로 제작된 거대 자기저항 디바이스를 바이오 센서로 적용하고자 할 때, 센싱 소자(Sensing element)와 바이오 물질 간을 직접 접촉시킴으로써 미소량의 감지 물질의 감도를 향상시켜 정량적 분석을 하고자 하였다. 하지만, 기존 방식의 경우, 감도 자체는 1:1 접촉으로 향상 시킬 수 있으나, 디바이스의 제한된 체적에 의한 감지 물질의 용량 조절이 제한적이며, 디바이스 각각에 개별적인 CMOS 회로가 필요하여, 고비용은 물론 디바이스의 재사용이 어려울 것이다.According to the present invention, when a large magnetoresistive device manufactured by a conventional semiconductor unit process is applied as a biosensor, the sensing element and the biomaterial are directly contacted to improve the sensitivity of the small amount of the sensing material to perform quantitative analysis. Was intended. However, in the conventional method, the sensitivity itself can be improved to 1: 1 contact, but the capacitive control of the sensing material by the limited volume of the device is limited, and each device requires a separate CMOS circuit, thereby providing high cost and It will be difficult to reuse.

이에 본 발명에서는 생체진단을 위한 센서 간 감지 물질을 비 접촉 식 자기저항 센서(Magneto Resistance;MR)로 활용하고자 한다. 이에 기존 POCT에 사용되는 카트리지 혹은 멤브레인을 진단 키트에 설치한 것으로, 효과적인 카트리지 측정을 위한 측정기구를 개발한 것이다. 또한 본 발명은 센싱 소자의 크기에만 제한되었던 감지범위를 극복할 수 있고, 동적인 스캐닝 방식에 의한 주파수 간 노이즈(Noise)를 구분할 수 있어 정량적 측정해석을 할 수 있다. 또한 현재 사용 중인 다수의 카트리지, 멤브레인, 항체를 직접 디스크(disk) 표면에 설치 할 수 있어 한 번의 스캐닝으로 다수의 감지 물질(항원 or 검체)을 분석할 수 있다. Accordingly, the present invention intends to use a non-contact magnetoresistive sensor (MR) as a sensing material between sensors for biodiagnosis. Thus, by installing a cartridge or membrane used in the existing POCT to the diagnostic kit, the measuring instrument for effective cartridge measurement was developed. In addition, the present invention can overcome the detection range that was limited only to the size of the sensing element, can distinguish the noise (noise) between frequencies by the dynamic scanning method can be quantitative measurement analysis. In addition, many cartridges, membranes, and antibodies currently in use can be installed directly on the disk surface, allowing analysis of multiple sensing substances (antigens or samples) with a single scan.

특히 본 발명에서 사용될 수 있는 자기저항 센서(MR)종류로는, 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 이용함이 바람직하다. 특히 바람직하게는 거대자기저항(giant Magnetoresistance, GMR)센서를 활용할 수 있다.In particular, the magnetoresistive sensor (MR) type that can be used in the present invention includes a normal magnetoresistance (OMR) sensor, anisotropic magnetoresistance (AMR) sensor, a giant magnetoresistance (GMR) sensor, It is preferable to use any one selected from a colossal magnetoresistance (CMR) sensor, a tunneling magnetoresistance (TMR) sensor, and a magnetic tunneling junction (MJT) sensor. Particularly preferably, a giant magnetoresistance (GMR) sensor may be used.

상술한 각 센서에 대해 간략히 설명하자면, 상기 정상자기저항(Ortrinary Magnetoresistance, OMR)센서는 비자성도체 및 반도체재료의 경우 외부에서 자기장이 가해지면 전도전자가 Lorentz 힘을 받아 궤적이 변하므로 저항이 변화하게 되는 것을 이용한 것으로, 일반적으로 상당히 작은 저항의 변화를 나타내는 특징이 있다.Briefly, for each sensor described above, in the case of a non-magnetic conductor and a semiconductor material, the resistance changes because the conduction electrons are subjected to Lorentz force when the magnetic field is applied from the outside. In general, there is a characteristic that the change of resistance is quite small.

또한, 상기 이방성 자기저항(Anisotropic Magnetoresistance, AMR)센서는, 이방성 자기저항을 이용한 것이다. 즉 강자성 도체 재료에서는 일반 자기 저항 이외에도, 스핀-궤도 결합에 의해 (Spin-Orbit coupling에 의한 d-band splitting) 자화가 잘 되는 방향(easy axes)과 그렇지 않은 방향(hard axes)이 존재하게 되는데, 이는 외부 자기장 방향과 전류 방향간의 각도에 의해 결정되고, 방향에 의해 결정되므로 AMR(Anisotropic MR, 이방성 자기저항)이라하는데, 이러한 성질을 이용한 센서이다. 이 센서는 이러한 각각의 방향에 따라 2.5% 정도의 저항 차이를 보이는 특징이 있다.In addition, the anisotropic magnetoresistance (AMR) sensor uses an anisotropic magnetoresistance. In other words, in ferromagnetic conductor materials, in addition to the general magnetoresistance, there exist easy and hard axes due to spin-orbit coupling (d-band splitting by Spin-Orbit coupling). This is called AMR (Anisotropic MR) because it is determined by the angle between the external magnetic field direction and the current direction and is determined by the direction. The sensor is characterized by a 2.5% difference in resistance in each of these directions.

또한, 거대자기저항(giant Magnetoresistance, GMR)센서를 활용할 수 있으며, 상기 거대자기저항(giant Magnetoresistance, GMR)센서는 이방성자기저항 재료보다 수배에서 수 십배 더 큰 자기저항을 갖는 특징이 있다. 특히 인접한 자성층의 상대적인 스핀 방향 차이에 따라 전도 전자의 부가적인 산란에 의해 저항 의 변화가 생기며 OMR이나 AMR과는 근본적으로 그 기구가 다른 특성이 있게 된다. In addition, a giant magnetoresistance (GMR) sensor may be used, and the giant magnetoresistance (GMR) sensor has a feature that has a magnetoresistance several times to several times larger than an anisotropic magnetoresistance material. In particular, the change in resistance is caused by additional scattering of conduction electrons according to the relative spin direction difference of adjacent magnetic layers, and its mechanism is fundamentally different from that of OMR or AMR.

아울러 상술한 초거대자기저항(Colossal Magnetoresistance, CMR)센서는 1993 년 von Helmolt에 의해 처음 발견된 것으로, 주요한 특징으로는 자기장을 걸어주면 저항이 10배씩 바뀌는 특징을 가지는 센서를 말한다.In addition, the Colossal Magnetoresistance (CMR) sensor described above was first discovered by von Helmolt in 1993. The main characteristic is a sensor having a characteristic of changing resistance by 10 times when a magnetic field is applied.

또한, 터널링자기저항(Tunnelling Magnetoresistance, TMR)센서를 본 발명의 자기저항 센서로 활용이 가능하다. 터널링 자기저항이란, 상술한 GMR 이론을 이용하면 가운데 층을 비-자성물질이 아닌 전기가 통하지 않는 절연체(insulating material)로 대체할 수 게되는데, 이론적으로는 따라서 전류가 이 절연체룰 통과할 수 없지만, 만약 나노 단위 두께로 작아지면, 양자역학 효과(quantum mechanical effect) 중의 하나인 터널링(tunnelling) 효과에 의해 전자들이 점핑되어 통과할 수 있게 되는 기술과 시스템을 말하며, 이를 이용한 센서를 일컫는다.In addition, a tunneling magnetoresistance (TMR) sensor can be utilized as the magnetoresistance sensor of the present invention. Tunneling magnetoresistance, using the above-described GMR theory, allows the middle layer to be replaced with an electrically insulator that is not a non-magnetic material. In theory, therefore, current cannot pass through the insulator. When the thickness is reduced to nano units, it refers to a technology and a system in which electrons are allowed to pass through by a tunneling effect, which is one of quantum mechanical effects, and refers to a sensor using the same.

MJT (Magnetic Tunneling Junction)센서는 TMR과 같은 개념의 현상을 이용한 것이고, 여기에 더 나아가 적용이 가능한 것으로 SDT(Spin Dependent Tunneling)도 GMR, TMR 과 같이 spin up/ down 현상을 이용하여 외부의 작은 자기저항 변화값을 측정 하는 방식을 활용한 것을 말하며, 모두 본 발명의 자기저항 센서로 적용이 가능함은 물론이다.MJT (Magnetic Tunneling Junction) sensor uses the same concept as TMR, and it can be applied to this. SDT (Spin Dependent Tunneling) also uses external spin up / down like GMR and TMR. It refers to using a method of measuring the resistance change value, all of which can be applied to the magnetoresistive sensor of the present invention.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 회전 타입 바이오 진단 장치의 블록구성도이다.Figure 2 is a block diagram of a rotation type bio diagnostic apparatus according to an embodiment of the present invention.

그래서 본 발명은 신호감지부(10)와 모니터링부(20)에 회전부(30)를 결합시 켜 구성한다.So the present invention is configured by combining the rotating unit 30 to the signal detecting unit 10 and the monitoring unit 20.

이때 회전부(30)는 감지 물질(30)을 회전 타입의 디스크(31)에 장착하여 신호감지부(10)에서 하나 이상의 감지 물질(30)을 측정할 수 있도록 한다.In this case, the rotating unit 30 mounts the sensing material 30 on the disk 31 of the rotation type to allow the signal sensing unit 10 to measure one or more sensing materials 30.

신호감지부(10)는 회전부(30)에 장착된 하나 이상의 감지 물질(40)을 측정하는 자기저항(MR) 센서(12)를 구비하고, 자기저항(MR) 센서(12)에서 측정한 감지 신호를 모니터링부(20)로 전달한다.The signal detecting unit 10 includes a magnetoresistance (MR) sensor 12 measuring one or more sensing substances 40 mounted on the rotating unit 30, and sensing measured by the magnetoresistive (MR) sensor 12. The signal is transmitted to the monitoring unit 20.

모니터링부(20)는 신호감지부(10)를 통해 측정된 신호를 전달받아 모니터링한다.The monitoring unit 20 receives and monitors the signal measured by the signal detecting unit 10.

이하에서는 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 설명함에 있어, 상술한 다양한 자기저항(MR)센서 중 GMR을 일례로 설명하기로 한다.Hereinafter, in describing a preferred embodiment of the present invention, the GMR among the various magnetoresistive (MR) sensors described above will be described as an example.

도 3은 도 2에서의 자기저항(MR)센서의 원리를 설명한다. 특히 상술한 바와 같이 다양하게 적용가능한 센서 중, 거대자기저항(GMR) 센서를 일례로 들어 센싱 원리를 보인 개념도이다. 구체적으로 스핀 밸브 타입(Spin-valve type) GMR(Giant Magneto Resistance) 디바이스를 보인 것이다.3 illustrates the principle of a magnetoresistive (MR) sensor in FIG. 2. In particular, among the variously applicable sensors as described above, it is a conceptual diagram showing a sensing principle by taking a giant magnetoresistance (GMR) sensor as an example. Specifically, the spin-valve type (Giant Magneto Resistance) device is shown.

그래서 두 개의 강자성체 금속층 사이에 비자성 금속층이 끼어 있는 형태로 첫 번째 층의 강자성층 금속층의 자력은 고정되어 있고, 두 번째 층의 강자성체의 자력을 가변적으로 조정하여 첫 번째 층과 자력이 평행할 경우 오직 특정방향으로 스핀이 배향된 전자만이 도체를 통과하는 원리를 이용한다. 즉, 두 강자성층의 자화방향의 정렬에 따라 재료 내부에서 유도되는 전기저항의 차이가 발생하거나 또는 전위차가 발생하고, 이것을 디지털 신호로 인식하게 된다. 층간 물질이 도체인 경우가 바로 GMR 디바이스이다.Thus, when the nonmagnetic metal layer is sandwiched between two ferromagnetic metal layers, the magnetic force of the ferromagnetic metal layer of the first layer is fixed, and the magnetic force of the ferromagnetic material of the second layer is variably adjusted so that the first layer and the magnetic force are parallel. Only the electrons spin-oriented in a particular direction use the principle of passing through the conductor. That is, according to the alignment of the magnetization directions of the two ferromagnetic layers, a difference in electrical resistance induced inside the material or a potential difference occurs, which is recognized as a digital signal. The case where the interlayer material is a conductor is a GMR device.

도 4는 도 2에서 신호감지부와 모니터링부의 결합예를 보인 개념도이다. (상술한 바와 같이 자기 저항 센서로는 상술한 다양한 일례도 적용이 가능함을 물론이다.)4 is a conceptual diagram illustrating an example of coupling a signal detector and a monitor in FIG. 2. (As mentioned above, it is a matter of course that the various examples described above can also be applied to the magnetoresistive sensor.)

그래서 신호감지부(10)인 바이오 카트리지(Bio-cartridge) 내에 바이오 센서 카트리지용 GMR 센서(12)를 한 개 혹은 복수 개를 설치하고 전극 패턴(15)을 형성하였다. 이 때 사용된 GMR 센서(12)의 소자는 0.3mm, 0.5mm, 1.0mm의 체적을 갖는 규격으로 포화 영역(Saturation field)은 15Oe이고, 감도(Sensitivity)는 최소 3.0 ~ 최대 4.2 (mV/V-Oe) 되는 소자를 사용하였다. GMR 센서(12) 자체의 인터페이스(interface)는 휘스톤 브리지(Wheatstone bridge)를 사용하여 전원 공급은 5V를 인가하였고, 이 때 센싱 소자(sensing element)는 약 5KΩ 정도로 측정되는 것을 사용하였다. 또한 바이오 센서 카트리지용 GMR을 이용한 카트리지(Cartridge)의 규격은 최소와 최대 규격을 한정하지는 않았으며, 설치하고자 하는 GMR 소자 수와 전극 패턴과 관련하여 신호감지부(10)인 카트리지(Cartridge) 규격은 달라질 수 있도록 하였다.Thus, one or a plurality of biosensor cartridge GMR sensors 12 are installed in the bio-cartridge, which is the signal detection unit 10, to form the electrode pattern 15. The device of the GMR sensor 12 used at this time has a volume of 0.3 mm, 0.5 mm, and 1.0 mm. The saturation field is 15Oe, and the sensitivity is at least 3.0 to at most 4.2 (mV / V). -Oe) was used. The interface of the GMR sensor 12 itself was a 5W power supply using a Wheatstone bridge, and the sensing element was measured at about 5KΩ. In addition, the standard of the cartridge (Cartridge) using the GMR for the biosensor cartridge did not limit the minimum and maximum specifications, and the cartridge standard of the signal sensing unit 10 in relation to the number of GMR elements and the electrode pattern to be installed is To be varied.

또한 바이오 센서용 GMR인 GMR 센서(12)는 바 칩(Bar Chip) 또는 패키지(Package) 형태 등으로 설치될 수 있다.In addition, the GMR sensor 12, which is a GMR for a biosensor, may be installed in the form of a bar chip or a package.

신호감지부(10)인 GMR 카트리지는 모니터링부(20)인 GMR 브리지 앰프(GMR Bridge-Amp)와 결합한다. 이러한 모니터링부(20)는 브리지 앰프(Bridge amp)를 설 치하였고, 전원 단에서의 노이즈와 출력 단에서의 노이즈를 제거하고자 주파수 필터링(filtering) 단을 추가하였으며 브리지 앰프(bridge amp)에 적합한 LMC7101 증폭기를 사용하였다. 특히, 차동 증폭기 3개를 설치하여 신호의 감도 폭을 높였으며, 출력 단에서 가변저항을 설치하여 출력 단에서 신호감지부(10)인 센서 카트리지 자체가 가지는 감도 이상으로 증폭하고자 하였다.The GMR cartridge, which is the signal detection unit 10, is coupled to the GMR Bridge-Amp, which is the monitoring unit 20. The monitoring unit 20 installed a bridge amplifier, added a frequency filtering stage to remove noise at the power stage and noise at the output stage, and LMC7101 suitable for the bridge amplifier. An amplifier was used. In particular, the sensitivity of the signal was increased by installing three differential amplifiers, and a variable resistor was installed at the output terminal to amplify the sensitivity beyond the sensitivity of the sensor cartridge itself, which is the signal sensing unit 10 at the output terminal.

도 5는 도 2에서 신호감지부의 공정도를 보인 것으로, 도 5a는 기판에 홀을 형성한 도면이고, 도 5b는 전극 패턴을 기판에 증착한 도면이며, 도 5c는 와이어 본딩을 수행한 도면이고, 도 5d는 에폭시 몰딩을 수행한 도면이다.5 is a view illustrating a process of the signal detection unit in FIG. 2, FIG. 5A is a view showing a hole formed in a substrate, FIG. 5B is a view showing an electrode pattern deposited on a substrate, and FIG. 5C is a view showing wire bonding. 5D is a diagram illustrating epoxy molding.

그래서 기판(11) 위에 GMR 센서(12)를 한 개 혹은 복수 개를 설치하여 전극 패턴(15)을 형성하였다.Thus, one or more GMR sensors 12 were provided on the substrate 11 to form the electrode pattern 15.

이때 GMR 센서(12)는 기판(11) 위에 바로 형성시킬 수도 있고, 기판(11)에 홈을 내어 기판 내에 삽입을 할 수도 있다. 즉, 컨트롤 홀(13)과 테스트 홀(14)을 미리 기판(11)에 형성하고, 홀(13, 14)에 GMR 센서(12)를 삽입하여 신호감지부(10)를 구성할 수도 있다.In this case, the GMR sensor 12 may be formed directly on the substrate 11 or may be inserted into the substrate by making a groove in the substrate 11. That is, the control hole 13 and the test hole 14 may be formed in the substrate 11 in advance, and the signal sensing unit 10 may be configured by inserting the GMR sensor 12 into the holes 13 and 14.

바이오 센서용 GMR을 이용한 기판(11)의 규격은 최소 3x1 Cm2 ~ 최대 5x1.5 Cm2의 규격으로 정하였으나, 설치하고자 하는 GMR 소자 수와 전극 패턴과 관련하여 GMR 센서(12)의 길이와 두께, 기판의 규격은 달라질 수 있도록 하였다. 사용되는 기판의 종류는 유리 혹은 플라스틱 등과 같이 GMR 센서(12)를 고정시키고, 전극 패턴(15)을 형성 시킬 수 있는 재료는 모두 사용이 가능하다.The size of the substrate 11 using the GMR for the biosensor was set to a minimum of 3x1 Cm 2 to a maximum of 5x1.5 Cm 2 , but the length of the GMR sensor 12 and The thickness and the size of the substrate can be varied. The type of substrate used may be any material capable of fixing the GMR sensor 12 and forming the electrode pattern 15 such as glass or plastic.

그리고 도 5c에서와 같이 GMR 센서(12)와 기판(11)의 전극 패턴(15)에 의해 형성된 전극을 와이어 본딩(wire-bonding)(16)으로 형성시킨다. 또한 도 5d에서와 같이 와이어 본딩(16)에 의해 GMR 센서(12)와 전극의 연결 부위에 에폭시(epoxy) 수지를 이용한 에폭시 몰딩(17)을 수행함으로써 전극을 보호한다. 이는 전극 및 GMR 센서(12)를 보호하고, 측정 시 생길 수 있는 마찰에 대한 내구성을 향상시킬 수 있게 한다.As shown in FIG. 5C, an electrode formed by the GMR sensor 12 and the electrode pattern 15 of the substrate 11 is formed by wire-bonding 16. In addition, as shown in FIG. 5D, the electrode is protected by performing epoxy molding 17 using epoxy resin at the connection portion between the GMR sensor 12 and the electrode by wire bonding 16. This protects the electrode and the GMR sensor 12 and makes it possible to improve the durability against friction that may occur during measurement.

또한 신호감지부(10)에 GMR 센서(12)를 1개 이상 설치하는 것이 가능하며, 이는 기존에 사용되고 있는 신호감지부의 테스트 라인(test line)과 컨트롤 라인(control line)을 바로 측정 가능하도록 하였고, 새로운 형태의 신호감지부가 설치되어도 그에 맞게 GMR 센서(12)의 위치 및 개수는 변형이 가능하다.In addition, it is possible to install one or more GMR sensors 12 in the signal detection unit 10, which allows the test line and the control line of the signal detection unit that are being used to be measured immediately. Even if a new type signal detection unit is installed, the position and number of the GMR sensor 12 can be modified accordingly.

또한 신호감지부(10)는 GMR 센서(12)에 일정한 주파수를 인가하여 감지신호를 모니터링부(20)로 출력한다.In addition, the signal detecting unit 10 applies a constant frequency to the GMR sensor 12 and outputs a detection signal to the monitoring unit 20.

도 6은 도 2에서 회전부의 상세개념도이고, 도 7은 도 6에서 디스크의 전면부와 측면부를 보인 개념도이다.FIG. 6 is a detailed conceptual view of the rotating part of FIG. 2, and FIG. 7 is a conceptual view illustrating a front part and a side part of the disc in FIG. 6.

그래서 디스크(31)는 회전 타입으로 이루어지고 감지 물질(40)이 장착된다. 또한 회전부(34)에 의해 전후 이동부(33)에 고정된다.The disk 31 is thus of rotational type and equipped with a sensing material 40. It is also fixed to the front and rear moving parts 33 by the rotating part 34.

전후 이동부(33)는 일면은 지지부(32)에 부착되고, 타 측면은 디스크(31)와 연결되어 고정시키며, 디스크(31)가 지지부(32)의 가로축의 하면을 따라 전후 방향으로 이동되도록 한다.The front and rear moving parts 33 are attached to the support part 32, and the other side is connected to and fixed to the disk 31, so that the disk 31 is moved forward and backward along the lower surface of the horizontal axis of the support part 32. do.

상하 이동부(35)는 일면은 지지부(32)에 부착되고, 타 측면은 신호감지 부(10)를 고정하며, 신호감지부(10)가 지지부(32)의 세로축의 측면을 따라 상하 방향으로 이동되도록 한다.The vertical movement part 35 has one surface attached to the support part 32, and the other side fixes the signal detection part 10, and the signal detection part 10 is in the vertical direction along the side of the vertical axis of the support part 32. To be moved.

또한 회전부(34)는 디스크(31)를 전후 이동부(33)에 연결시키고, 디스크(31)가 회전되도록 하여 디스크(31)에 장착된 다수개의 감지 물질(40)을 신호감지부(10)에서 감지할 수 있도록 한다.In addition, the rotating unit 34 connects the disk 31 to the front and rear moving unit 33, and causes the disk 31 to rotate so that the plurality of sensing materials 40 mounted on the disk 31 are detected by the signal sensing unit 10. To be detected.

따라서 디스크(31)에 장착된 다수개의 감지 물질(40)을 감지할 경우, 신호감지부(10)를 고정시킨 상태에서 디스크(31)를 회전시켜 감지할 수도 있고, 디스크(31)를 고정시킨 상태에서 신호감지부(10)를 상하 방향으로 이동시켜 감지할 수도 있다. 또한 감지 물질(40)과 신호감지부(10) 사이의 거리는 전후 이동부(33)에 의해 조절할 수 있다.Therefore, when detecting a plurality of sensing materials 40 mounted on the disk 31, the disk 31 may be rotated and sensed while the signal sensing unit 10 is fixed, or the disk 31 is fixed. In this state, the signal detecting unit 10 may be moved by moving in the vertical direction. In addition, the distance between the sensing material 40 and the signal sensing unit 10 may be adjusted by the front and rear moving units 33.

이와 같이 GMR 센서(12)가 부착된 신호감지부(10)와 센싱하고자 하는 감지 물질(40)이 부착된 디스크(31) 부분은 상, 하, 좌, 우 조절을 할 수 있어 GMR 센서(12)와 디스크(31) 사이의 갭(gap) 및 위치를 자유롭게 조절할 수 있다. 또한 디스크(31) 표면 위에 센싱 하고자 하는 감지 물질(항원 or 검체)(40)을 한 개 이상 부착시킬 수 있고, 부착 가능한 사이즈도 디스크(31)의 크기 안에서 자유롭게 조절 할 수 있다. 디스크(31)의 크기는 반지름 3.5cm, 두께 3mm 로 한정 짓지는 않는다. 하지만 디스크(31)가 회전을 하기 때문에 회전의 영향으로 휘어지지 않는 소재로 사용하고, 디스크(31)의 두께 또한 사용하고자 하는 회전수에서 휘어지지 않는 범위에서 결정할 수 있다.As described above, the GMR sensor 12 has a signal detecting unit 10 attached thereto and a portion of the disk 31 attached with the sensing material 40 to be sensed can be adjusted up, down, left and right. ) And the gap and position between the disk 31 can be freely adjusted. In addition, at least one sensing material (antigen or sample) 40 to be sensed on the surface of the disk 31 may be attached, and the attachable size may be freely adjusted within the size of the disk 31. The size of the disk 31 is not limited to the radius of 3.5cm, thickness 3mm. However, since the disk 31 rotates, it is used as a material that does not bend under the influence of the rotation, and the thickness of the disk 31 may also be determined in a range that does not bend in the number of revolutions to be used.

또한 디스크(31)를 회전시키기 위하여 리니어 모터를 사용할 수 있고, 디스 크(31)와 GMR 센서(12)와의 거리 및 센싱 위치를 조절하기 위하여 정밀 제어기기를 사용할 수 있다.In addition, a linear motor may be used to rotate the disk 31, and a precision controller may be used to adjust the sensing position and the distance between the disk 31 and the GMR sensor 12.

도 8은 도 6에서 GMR 센서와 감지 물질(항원 또는 검체)과의 위치를 보인 개념도이다.FIG. 8 is a conceptual diagram illustrating a position of a GMR sensor and a sensing material (antigen or sample) in FIG. 6.

그래서 디스크(31) 위에 감지하고자 하는 감지 물질(항원 or 검체)(40)과 GMR 센서(12)와의 위치를 도 8에서와 같이 배치할 수 있고, 측정기기에서 상, 하, 좌, 우를 조절하여, GMR 센서(12)와 감지 물질(40)과의 위치를 최적화 시킬 수 있다. 디스크(31) 위에 부착되는 감지 물질(항원 or 검체)(40)은 직접 디스크(31)의 표면 위에 배열 시켜도 되고, 일반적인 래피드 키트(rapid kit)에 사용되는 멤브레인(membrane)을 디스크(31)에 부착시켜 측정을 할 수 있다. 이는 측정기기를 상, 하, 좌, 우로 자유롭게 조절이 가능하여 다양한 크기, 다양한 물질들을 디스크에 부착 시킬 수 있는 것이다.Thus, the position of the sensing material (antigen or sample) 40 and the GMR sensor 12 to be detected on the disk 31 may be arranged as shown in FIG. 8, and the up, down, left, and right sides of the measuring device are adjusted. Thus, the position of the GMR sensor 12 and the sensing material 40 may be optimized. The sensing material (antigen or sample) 40 attached on the disk 31 may be arranged directly on the surface of the disk 31, and a membrane used in a general rapid kit may be attached to the disk 31. It can be attached and measured. It is possible to freely adjust the measuring device up, down, left and right to attach various sizes and various materials to the disk.

도 9는 도 6의 회전부를 이용하여 측정한 데이터의 파형도이다. 이러한 도 9는 실제 측정된 데이터 값으로 디스크에 자기력을 가지는 물질을 배치시키고, 회전을 시키면서 측정한 것이다.9 is a waveform diagram of data measured using the rotating unit of FIG. 6. 9 is a measurement of the magnetic material placed on the disk as the actual measured data value, while rotating.

도 9에서 나타난 그래프와 같이 자기력을 가지는 감지 물질(40)과 GMR 센서(12)의 위치가 일치 할 경우 참조번호 51과 같은 그래프가 반복적으로 측정 되었다. 그래프에서의 피크 간격은 회전 수에 영향을 받을 수 있으며, 여러 개의 샘플을 측정해야 한다면 기준 피크를 정하여 그 기준 피크로 부터 여러 개의 샘플을 비교 분석하면 된다. 도 9에서 참조번호 52는 모니터링부(20)에서 측정되는 것으로 원하는 출력 폭이다.As shown in FIG. 9, when the positions of the sensing material 40 having the magnetic force and the GMR sensor 12 coincide with each other, the graph as shown by reference numeral 51 was repeatedly measured. The peak spacing in the graph can be influenced by the number of rotations. If multiple samples are to be measured, a reference peak can be determined and the multiple samples from the reference peak can be analyzed. In FIG. 9, reference numeral 52 denotes an output width desired by the monitoring unit 20.

이를 통해 본 발명은 바이오 센서용 자기저항(MR)센서를 탑재한 바이오 신호감지부를 제공할 수 있으며, 자기저항(MR) 센서는 한 개 혹은 복수 개를 설치하여 제작 할 수 있다. 또한 신호감지부 내에 전극 패턴을 설치하여 모니터링 시스템과 연결되도록 함으로써 자기저항(MR) 센서에서 출력되는 신호를 증폭 및 신호처리 하여 자성 바이오 물질을 검출할 수 있다. 또한 디스크 위에 감지하고자 하는 물질(항체, DNA, 검체 등)을 직접 탑재하는 형식으로 디스크 회전을 통한 비접촉 방식으로 자기 신호를 검출할 수 있으며, POCT용 카트리지 혹은 멤브레인을 디스크 위에 바로 부착시켜 회전을 통한 비접촉방식으로 자기 신호를 검출할 수 있다. 또한 감지하고자 하는 물질은 자기력을 가지고, 디스크 위에 부착 될 수 있는 모든 물질을 포함 한다. 또한 본 발명은 회전식(비접촉식) 시스템을 이용하여 자기저항 신호를 검출하는 방식을 사용한 것이며, 회전식(비접촉식) 시스템에서의 측정을 위하여 GMR 센서에 일정한 주파수를 인가하여 신호검출을 하게 된다.Through this, the present invention can provide a bio signal detecting unit equipped with a magnetoresistive MR sensor for the biosensor, and the magnetoresistive MR sensor can be manufactured by installing one or more. In addition, by installing an electrode pattern in the signal sensing unit to be connected to the monitoring system, the magnetic biomaterial may be detected by amplifying and signal processing the signal output from the MR sensor. In addition, the magnetic signal can be detected in a non-contact way by rotating the disk. The material can be directly loaded on the disk (antibodies, DNA, specimen, etc.). Magnetic signals can be detected in a non-contact manner. The material to be detected also has a magnetic force and includes any material that can be attached to the disk. In addition, the present invention uses a method of detecting a magnetoresistive signal using a rotary (non-contact) system, the signal is detected by applying a constant frequency to the GMR sensor for measurement in the rotary (non-contact) system.

이처럼 본 발명은 자기적 성분이 코팅된 바이오 물질(항원 또는 검체)인 1개 이상의 감지 물질을 회전 타입의 디스크에 장착하여 한 번의 측정을 통하여 다수개의 바이오 물질을 측정하게 되는 것이다.As described above, the present invention is to measure a plurality of bio materials through one measurement by mounting one or more sensing materials, which are magnetic materials coated with biomaterials (antigens or samples), on a disk of a rotating type.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 한정하여 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 따라서 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 응용할 수 있고, 이러한 응용도 하기 특허청구범위에 기재된 기술적 사상을 바탕으로 하는 한 본 발명의 권리범위에 속하게 됨은 당연하다 할 것이다.Although the above has been described as being limited to the preferred embodiment of the present invention, the present invention is not limited thereto and various changes, modifications, and equivalents may be used. Therefore, the present invention can be applied by appropriately modifying the above embodiments, it will be obvious that such application also belongs to the scope of the present invention based on the technical idea described in the claims below.

도 1은 종래 거대 자기저항 센서 및 이를 이용한 센싱 셀 어레이의 개념도이다.1 is a conceptual diagram of a conventional giant magnetoresistive sensor and a sensing cell array using the same.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 회전 타입 바이오 진단 장치의 블록구성도이다.Figure 2 is a block diagram of a rotation type bio diagnostic apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 3은 도 2에서 자기저항(MR) 센서의 센싱 원리를 보인 개념도이다.3 is a conceptual diagram illustrating a sensing principle of a magnetoresistive (MR) sensor in FIG. 2.

도 4는 도 2에서 신호감지부와 모니터링부의 결합예를 보인 개념도이다.4 is a conceptual diagram illustrating an example of coupling a signal detector and a monitor in FIG. 2.

도 5는 도 2에서 신호감지부의 공정도를 보인 것으로, 도 5a는 기판에 홀을 형성한 도면이고, 도 5b는 전극 패턴을 기판에 증착한 도면이며, 도 5c는 와이어 본딩을 수행한 도면이고, 도 5d는 에폭시 몰딩을 수행한 도면이다.5 is a view illustrating a process of the signal detection unit in FIG. 2, FIG. 5A is a view showing a hole formed in a substrate, FIG. 5B is a view showing an electrode pattern deposited on a substrate, and FIG. 5C is a view showing wire bonding. 5D is a diagram illustrating epoxy molding.

도 6은 도 2에서 회전부의 상세개념도이다.6 is a detailed conceptual view of a rotating part in FIG. 2.

도 7은 도 6에서 디스크의 전면부와 측면부를 보인 개념도이다.FIG. 7 is a conceptual view illustrating a front part and a side part of a disc in FIG. 6.

도 8은 도 6에서 자기저항(MR) 센서와 감지 물질(항원 또는 검체)과의 위치를 보인 개념도이다.FIG. 8 is a conceptual diagram illustrating a position of a magnetoresistive (MR) sensor and a sensing material (antigen or sample) in FIG. 6.

도 9는 도 6의 회전부를 이용하여 측정한 데이터의 파형도이다.9 is a waveform diagram of data measured using the rotating unit of FIG. 6.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

10 : 신호감지부 11 : 자기저항(MR) 센서10: signal detection unit 11: magnetoresistance (MR) sensor

12 : 컨트롤 홀 13 : 테스트 홀12: control hole 13: test hole

14 : 전극 패턴 15 : 와이어 본딩14 electrode pattern 15 wire bonding

16 : 에폭시 몰딩 20 : 모니터링부16: epoxy molding 20: monitoring unit

30 : 회전부 31 : 디스크30: rotating part 31: disc

32 : 지지부 33 : 전후 이동부32: support part 33: front and rear moving part

34 : 회전부 35 : 상하 이동부34: rotating part 35: up and down moving part

40 : 감지 물질40: sensing material

Claims (7)

감지 물질을 회전 타입의 디스크에 장착하는 회전부와;A rotating portion for mounting the sensing material on the rotating disk; 상기 회전부에 장착된 감지 물질을 측정하는 자기저항(MR) 센서를 구비한 신호감지부와;A signal detecting unit having a magnetoresistive (MR) sensor for measuring a sensing material mounted on the rotating unit; 상기 신호감지부를 통해 측정된 신호를 모니터링하는 모니터링부;A monitoring unit for monitoring a signal measured by the signal detecting unit; 를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 회전 타입 바이오 진단 장치.Rotation type bio-diagnostic device, characterized in that configured to include. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 회전부는,The rotating part, 회전 타입으로 이루어지고 감지 물질이 장착되는 디스크와;A disk of rotation type and mounted with sensing material; 지지부와;A support; 일면은 상기 지지부에 부착되고, 타 측면은 상기 디스크와 연결되어 고정시키며, 상기 디스크가 전후 방향으로 이동되도록 하는 전후 이동부와;One side is attached to the support portion, the other side is connected to and fixed to the disk, and the front and rear moving parts for moving the disk in the front and rear directions; 일면은 상기 지지부에 부착되고, 타 측면은 상기 신호감지부를 고정하며, 상기 신호감지부가 상하 방향으로 이동되도록 하는 상하 이동부;One side is attached to the support portion, the other side is fixed to the signal detection unit, the vertical movement unit for moving the signal detection unit in the vertical direction; 를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 회전 타입 바이오 진단 장치.Rotation type bio-diagnostic device, characterized in that configured to include. 청구항 2에 있어서,The method according to claim 2, 상기 회전부는,The rotating part, 상기 디스크를 상기 전후 이동부에 연결시키고, 상기 디스크가 회전되도록 하는 회전부;A rotating part connecting the disk to the front and rear moving parts and allowing the disk to rotate; 를 더욱 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 회전 타입 바이오 진단 장치.Rotation type bio-diagnostic device, characterized in that further comprises a. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 하나의 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 신호감지부는,The signal detection unit, 기판과;A substrate; 상기 기판에 장착되어 상기 감지 물질을 감지하면 감지신호를 출력하는 자기저항(MR) 센서와;A magnetoresistance (MR) sensor mounted on the substrate and outputting a detection signal when sensing the sensing material; 상기 자기저항(MR) 센서의 감지신호를 모니터링부로 전송하는 전극이 형성된 전극 패턴과;An electrode pattern on which an electrode for transmitting a detection signal of the magnetoresistive (MR) sensor to a monitoring unit is formed; 상기 전극 패턴의 전극과 상기 자기저항(MR) 센서를 연결시키는 와이어 본딩과;Wire bonding connecting the electrode of the electrode pattern to the magnetoresistive (MR) sensor; 상기 와이어 본딩의 연결 부위를 보호하는 에폭시 몰딩;An epoxy molding protecting the connection portion of the wire bonding; 을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 회전 타입 바이오 진단 장치.Rotation type bio-diagnostic device, characterized in that configured to include. 청구항 4에 있어서,The method according to claim 4, 상기 신호감지부는,The signal detection unit, 상기 자기저항(MR) 센서가 상기 기판에 장착되도록 상기 기판에 형성된 홀;A hole formed in the substrate such that the magnetoresistive (MR) sensor is mounted on the substrate; 을 더욱 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 회전 타입 바이오 진단 장치.Rotation type bio-diagnostic device, characterized in that further comprises a. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 하나의 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 신호감지부는,The signal detection unit, 상기 자기저항(MR) 센서에 일정한 주파수를 인가하여 감지신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 회전 타입 바이오 진단 장치.Rotation type bio-diagnostic device, characterized in that for outputting a detection signal by applying a constant frequency to the magnetoresistance (MR) sensor. 청구항 1에 있어서, 상기 감지물질은,The method according to claim 1, wherein the sensing material, 상기 디스크 상에 직접 배열 또는 부착되는 멤브레인, 항원 또는 진단키트 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 회전 타입 바이오 진단 장치. Rotation type bio-diagnostic device, characterized in that any one of a membrane, an antigen or a diagnostic kit arranged or attached directly on the disk.
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