CN101416040A - 作为温度传感器的磁阻传感器 - Google Patents

Abstract

公开了用于对调制磁场的磁场属性进行定性检测或定量检测的检测***(100，150)。所述调制磁场可以例如由邻近电流(I_adj)或磁性粒子产生。检测***(100，150)包括至少一个磁阻传感器元件(102)、用于提供流经磁传感器元件(102)的感应电流(I_sense)的电流控制器(104)以及控制装置(108)。控制装置(108)可在第一频率f₁导出至少一个磁阻传感器的与温度相关的参数。控制装置(108)还可以在考虑所导出的与温度相关的参数的情况下，导出邻近电流(I_adj)或磁性粒子的定量或定性特性。该第二频率(f₂)与第一频率(f₁)不同。本发明还涉及相应的方法。

Description

作为温度传感器的磁阻传感器

技术领域

本发明涉及诸如化学检测器或传感器或生物传感器的检测器领域。更具体地说，本发明涉及表征磁场的方法和***，诸如，用于感测磁性粒子和/或电流的存在，或确定磁性粒子和/或电流的量的方法和***，例如，在使用磁性粒子作为标签的分子诊断学中的应用。本发明还涉及使用生物传感器来感测生物活性粒子的方法和***，所述生物活性粒子例如(但是不限于)为磁标记的生物活性粒子。

背景技术

目前，在检测***中经常使用基于例如AMR(各向异性磁阻)元件、GMR(巨磁阻)元件或TMR(隧道磁阻)元件的磁阻传感器。除了诸如硬盘磁头和MRAM的已知高速应用之外，在分子诊断领域中出现了新的相对较低带宽的应用，IC器件中的电流感测、汽车应用等等。例如，对于分子诊断，基于分子捕获并利用磁性粒子进行标记来测量特定生物试剂的存在的生物传感器是公知的。通常，磁阻传感器测量束缚磁性粒子的磁散逸场，并且所测量的磁散逸场被用来计算所存在的试剂的浓度。通常，这种传感器针对具有非常高灵敏度的及时现场护理(point-of-care)应用，即，允许测量非常小的浓度，例如，小于皮摩尔(pM)的浓度。

在一些应用中，例如在及时现场护理应用的情况下，生物传感器的温度波动的出现(exposure)可能导致不稳定的传感器读出，并导致不正确的测量和错误的诊断。后者可由磁阻效应引起，诸如GMR效应，其为温度的函数，这意味着生物传感器的信号不仅由于存在磁标记而改变，而且也因为温度的变化而改变。磁阻效应(例如GMR效应)的温度系数已被测量出为大约2000ppm，这意味着，几度的温度变化就会引起传感器信号的变化，与由例如磁性粒子引起的传感器信号相比，这种传感器信号中的变化较大。通常，不能在由温度变化引起的信号变化和由例如磁性粒子的存在所引起的信号变化之间进行区分。

理论上，可以通过将传感器放入温控罩来防止其温度变化。但是，由于这种方法的花费很高，并会使传感器的体积变得很大(这样将阻碍其适用于及时现场护理应用)，所以这不是吸引人的方案。

US2005/0077890 A1中公开了一种两用磁阻传感器，用于感测电流以及感测温度。该文中描述了一种传感器，其可以在不同电流的情况下进行多路复用，以提供对传感器附近电流的温度测量和电流测量。为了获得温度测量和电流测量，首先，针对在所述传感器附近的导体中流动的已知第一电流测量电阻，以确定温度相关性，随后，当未知的第二电流正在传感器附近的该导体中流动时，测量传感器的第二电阻，从而在考虑温度测量的情况下，确定未知的第二电流的电流值。通常，为了获得时间测量，这种传感器要求环境控制，例如流经传感器附近的导体的电流。

通常，为了能够实现对体液样本中的低浓度进行准确测量，化验设计、传感器以及传感器信号处理必须是灵敏、健壮和稳定的。温度变化将扰乱对低浓度的准确测量。例如，在免疫测定中包括例如分析物和至少一个抗体之间的结合反应，其是温度敏感的。液体样本中的化学结合反应速率和抗体的扩散都是温度的函数。如果结合动力是分析物浓度测量的基础，则在化验培养过程中的温度波动将导致所测量的目标浓度的***错误。除了在检测中起作用的粒子反应之外，检测器还会体现出特定的温度相关性。

发明内容

本发明的一个目的是提供对调制磁场的磁场属性(例如，磁场幅度)进行有效而准确的磁阻检测的设备和方法。所述磁场可以是任意调制磁场。该调制磁场可以是，例如，通过磁性粒子或通过电流产生的。本发明的实施例的优点是对于在该传感器的其它部分中不使用的特定实施例，可以在不需要大量附加组件的情况下补偿温度变化。本发明的特定实施例的优点是可以基于只具有两个端点的磁阻元件获得温度补偿结果。本发明的特定实施例的另一个优点是以较低的成本和较小尺寸的磁阻传感器实现温度不敏感性。

上述目的是通过根据本发明的方法和设备实现的。

本发明涉及一种用于对调制磁场的磁场属性进行定性或定量检测的检测***，所述检测***包括至少一个磁传感器元件、用于提供流经至少一个磁传感器元件的具有第一频率f₁的感应电流的电流控制器和控制装置，其中所述控制装置用于在第一频率f₁从所述至少一个磁传感器元件102获得电气特性以导出所述至少一个磁传感器元件的与温度相关的参数，其中控制装置还用于在至少第二频率f₂从所述磁传感器元件获得电气特性，从而在考虑所导出的与温度相关的参数的情况下，导出调制磁场的磁场属性的定性或定量特性，所述至少第二频率f₂与所述第一频率f₁不同。

本发明实施例的优点是可以通过多路复用测量结果来考虑检测***的温度相关性，而不需要大量附加组件。其中感应电流是指流经磁传感器元件并用来获得或确定磁传感器的电气特性的电流。

调制磁场的磁场属性可以是磁场的幅度。磁场可以是任意的调制磁场。调制磁场可以是例如由邻近电流(I_adj)、磁性粒子(也称做磁性微粒)或任意其他源产生的。定性特性或定量特性可以指邻近电流或磁性粒子的存在或其数量。其中邻近电流是指在检测***的周围环境中的邻近导体中流动的电流。

调制磁场的磁场属性可以具有特征磁场频率f_m。第一频率f₁可以是与磁场频率f_m基本上不同的频率，至少第二频率f₂可以是磁场频率和第一频率之和或差中至少一种，即，它可以等于f_m+f₁和/或f_m-f₁。

本发明的特定实施例的优点是其可应用于任意现有类型的基于磁传感器元件的检测***，诸如磁阻传感器元件或诸如Hall传感器元件的其他磁传感器元件。

检测***进一步包括调制装置，其用于在磁场频率f_m对磁场进行调制。用于调制所述磁场的调制装置可以在检测***上、在检测***内部或外部。

第一频率f₁可以等于0赫兹。

用于在第一频率f₁从磁传感器元件获得电气特性并在第二频率f₂从磁传感器元件获得电气特性的控制装置可用于同时获得这些电气特性。

所述至少一个磁传感器元件可以是Hall传感器或至少一个磁阻传感器元件。该至少一个磁阻传感器元件可以是巨磁阻传感器元件、各向异性磁阻传感器元件或隧道磁阻传感器元件中任一种。本发明的实施例的优点是对应的检测***将依赖于不同类型的磁阻传感器元件。

本发明的实施例的优点是，在检测***的使用过程中考虑温度相关性，从而，考虑了检测***的变化状态。换言之，本发明的实施例的优点是对温度相关性的考虑不依赖于在检测***的制造或初始使用期间执行的校准方法。

本发明的实施例的一个优点是，可以针对不必预先确定的宽温度范围考虑温度相关性。

本发明还涉及一种对调制磁场的磁场属性进行定性和/或定量检测的方法，该方法包括：在第一频率f₁提供流经至少一个磁传感器的感应电流，在第一频率f₁导出所述至少一个磁传感器的与温度相关的参数，在考虑所述至少一个磁传感器的与温度相关的参数的情况下，使用所述至少一个磁传感器在第二频率f₂导出所述调制磁场的磁场属性的定性或定量特性。

导出与温度相关的参数可以包括在第一频率f₁获得所述至少一个磁传感器的电气特性以及根据第一电气特性E₁或其分量确定与温度相关的参数。

导出定性或定量特征可以包括在第二频率获得所述至少一个磁传感器的第二电气特性以及根据第二电气特性和与温度相关的参数确定所述定性或定量特性。

本发明还涉及一种用于对调制磁场的磁场属性进行定性或定量检测的检测***在分子诊断、生物样品分析或化学样品分析中的应用，该检测***包括：至少一个磁传感器元件、用于提供流经所述至少一个磁传感器元件的具有第一频率的感应电流的电流控制器和控制装置，其中控制装置用于在第一频率f₁从磁传感器元件获得电气特性以导出至少一个磁传感器元件的与温度相关的参数，其中控制装置还用于在至少第二频率f₂从至少一个磁传感器元件获得电气特性，从而在考虑所导出的与温度相关的参数的情况下，导出调制磁场的磁场属性，其中至少第二频率f₂与第一频率f₁不同。

本发明的特定实施例的优点还在于，例如生物传感器或生物芯片的化验和检测***的温度都是稳定的。这样，可减小温度变化引起的结合反应速率的漂移，并且可以改善检测***(例如生物传感器或生物芯片)响应的稳定性。

本发明的第三方面还涉及用于对生物活性粒子进行定性和定量检测的检测***，该检测***包括：粒子感测装置，用于感测粒子或其标记；温度控制装置，用于影响检测***或其部件的温度；温度感测装置，用于感测检测***或其部件的温度；以及控制器，用于根据所述温度感测装置的与温度相关的输出，控制温度控制装置。该温度可以是粒子感测装置或其环境的温度。该温度控制装置可包括用于冷却该检测***或其部件的冷却装置。该冷却装置可以是Peltier元件或微机电冷却装置。该温度控制装置(例如冷却装置)、温度感测装置和控制器可集成在检测***中。

在所附独立权利要求和从属权利要求中描述本发明的特定和优选方案。适当时，从属权利要求的特征可以与独立权利要求的特征和其他从属权利要求的特征组合，而不仅仅是如在权利要求中所明确描述的。

本发明的教导允许设计用于定量或定性地确定磁场的磁场属性的改进的方法和设备。该磁场可以是任何调制磁场。该调制磁场可以例如由邻近电流(I_adj)、磁性粒子(也称为磁性微粒)产生，由此导致适用于检测电流或磁性粒子的方法。通过下面结合附图的详细描述，本发明的上述和其他特征、特性和优点将变得更加明显，所述附图通过举例说明的方式例示了本发明的原理。这些描述只是为了举例说明，并不是对本发明范围的限制。在下文中，将引用的参考图被称作附图。

附图说明

图1和图2示出了根据本发明的第一方面的实施例，用于对磁性粒子(图1)以及邻近电流(图2)进行与温度无关的定性或定量检测的检测***；

图3为根据本发明的第二方面的实施例，用于对邻近电流或磁性粒子进行与温度无关的定性或定量检测的方法的示意图；

图4示出了如同使用根据本发明的实施例的传感器所获得的第一频率(其不同于磁化频率)下的GMR阻抗和GMR测量及实际温度之间的相互关系；

图5示出了图4所示的温度行为的温度补偿传感器输出和非温度补偿传感器输出的测量信号；

图6示出了根据本发明的第三方面的实施例的检测***的示意图；

图7示出了根据本发明的第三方面的实施例，其中温度控制装置为Peltier元件的检测***；

图8a示出了可用于根据本发明的第三方面的检测***中的典型Joule加热器的示意图；

图8b示出了根据本发明的第三方面的实施例，其中温度控制装置为电阻加热器的检测***；

图9示出了可应用于具有Peltier元件的检测***的反馈控制***的原理图，其可应用于根据本发明的第三方面的实施例的检测***中；

图10示出了可应用于具有Joule加热器的检测***的反馈控制***的原理图，其可应用于根据本发明的第三方面的实施例的检测***中。

在不同的图中，相同的参考标记表示相同或相似的元件。

具体实施例

下面将参照特定实施例和特定附图对本发明进行描述，但是本发明并不限于这些描述，而是仅由权利要求限定。权利要求中的任何参考符号都不应被解释为限制本发明的范围。所述附图仅仅是示意性的，而不是限制性的。在图中，为了说明起见，一些元件的尺寸可能被夸大而没有按照比例绘制。在本说明书和权利要求书中使用术语“包括”的情况下，并不排除其他元件和步骤。当引用单数名词，例如“一”、“一个”、“该”，来使用不定冠词或定冠词的情况下，这包括多个该名词，除非特地说明了别的东西。

另外，在说明书和权利要求书中的术语第一、第二、第三等等是用来区分相似的元件，而不必用来描述序列顺序或时间次序。要理解的是，如此使用的这些术语在适当的情况下是可以互换的，并且，本文描述的本发明的实施例可以按照与这里描述或例示的顺序不同的顺序进行操作。

下文中的术语或定义仅仅被提供来帮助理解本发明。这些定义的范围不应被解释为小于本领域普通技术人员的理解范围。巨磁阻(GMR)传感器元件通常包括非常靠近的第一和第二极薄磁膜。通常，通过将第一磁膜保持为紧靠近交换层来钉住(pin)第一磁膜，这意味着它的磁性取向被固定，该交换层为固定第一磁膜的磁性取向的反铁磁材料层。第二磁膜，或传感器膜，具有自由、可变的磁性取向。磁场中的变化，在当前情形中源自诸如超顺磁粒子的磁性材料的磁化中的变化，引起传感器膜的磁性取向的旋转，其随后增加或减小了整个传感器结构的阻抗。当传感器和被钉住的膜被磁化定向(orient)为沿同一方向时，产生较低阻抗。当传感器和被钉住的膜的磁性取向彼此相反时，产生较高的阻抗。各向异性磁阻(AMR)传感器元件是一种在使用铁磁和亚铁磁材料时产生各向异性磁阻效应的元件。当施加与在含铁材料的薄条中流动的电流不平行的磁场时，其阻抗改变。当所施加的磁场与电流垂直时，阻抗最大。AMR元件的特点是高灵敏度、宽工作温度范围、低且稳定的偏移以及宽频率范围(最多到MHz单位)。使用适当的技术处理，可以获得在一个特定方向的磁场强度和阻抗变化的线性相关性。隧道磁阻(TMR)传感器元件是采用TMR的传感器元件，在利用由绝缘(隧道)壁垒分隔的两层铁磁层制成的***中，可以看到这种元件。这种壁垒必须非常薄，即1nm量级。只有这样，电子可以隧穿该壁垒，这同样是完全的量子力学传输过程。可以在不影响其他层的情况下改变一层的磁性对准。磁场中的变化，在当前情形中源自诸如超顺磁粒子的磁性材料的磁化中的变化，引起了传感器膜的磁性取向的旋转，其随后增加或减小了整个传感器结构的阻抗。

本发明涉及用于对调制磁场的磁场属性进行定性和/或定量检测的方法和***或者设备，例如检测与电流、磁性粒子(或者称为磁性微粒)或其他源相关的磁场的存在或磁场的幅度。本发明通常应用于分子诊断、IC器件中的电流感测、汽车、汽车工业等等领域。作为例示，下文中首先描述分子诊断领域中的生物感测过程，该生物感测过程可以使用根据本发明的实施例的方法和***来执行。在使用磁检测***的生物感测过程中，通常直接或间接将磁性粒子(也称为磁性微粒)附在诸如：蛋白质、抗体、核酸(例如DNR，RNA)、缩氨酸、低聚糖或多聚糖或食糖、小分子、荷尔蒙、麻药、代谢物、细胞或细胞组分、组织组分等等的目标分子上。将要在液体中检测这些分子，它们可以是原始样本或在***生物传感器之前经过处理的样本(例如，被稀释、消化、变质、生化改良、过滤、溶解到缓冲剂中)。原始液体可以是，例如，诸如唾液、痰、血液、血浆、组织液或尿液的生物体液，或者是诸如饮用液体、环境液体或者经样本预处理得到液体的其他液体。该液体例如可以包括例如活组织切片、粪便、食物、饲料、环境样本中的固体样本材料中的元素。检测***的表面可通过附着分子进行改进，这些分子适合于与液体中存在的目标分子结合。所述传感器的表面还可以具有有机体(例如病毒活细胞)或者有机体的组分(例如，组织组分、细胞组分、外部和内部膜或膜组分)。生物性结合的表面可以直接与传感器芯片接触，但是在结合表面和传感器芯片之间也可以存在间隙。例如，结合表面可以是与芯片分离的材料，例如多孔材料。这种材料可以是横向流动(lateral-flow)材料或导流(flow-through)材料，例如，由硅、玻璃、塑胶等等中的微通道组成。在磁性粒子或目标分子/磁性粒子组合物被束缚到检测***表面之前，必须将其朝向该表面吸引。本发明提供用于通过考虑检测结果中的环境温度的影响来提高检测准确度的方法和***。

虽然以下实施例的实例和阐述将涉及巨磁阻(GMR)元件的使用，但是本发明不局限于此，而更一般地涉及磁传感器元件的使用。例如，还可以使用AMR(各向异性磁阻)元件或TMR(隧道磁阻)元件，以及，例如，Hall传感器元件。

在第一方面，本发明涉及一种用于对调制磁场的磁场属性(例如调制磁场的存在或磁场幅度)进行定性和/或定量检测的检测***，磁场可以例如由在检测***的环境中的邻近电流、磁性粒子，或者任何其他源产生。磁场属性通常用磁场频率f_m表征。该频率通常与所研究的磁场的调制频率对应。该频率可以例如是由磁性粒子产生的磁场的磁场频率f_m或者由邻近电流I_adj产生的磁场的磁场频率f_m。由此，检测***适用于补偿温度变化的影响。图1和图2中示出根据本发明的第一方面的实施例的示例性检测***100、150的示意图。检测***100、150包括至少一个磁传感器元件102，诸如，Hall传感器元件或者磁阻传感器元件(例如GMR传感器元件，或者TMR传感器元件或AMR传感器元件)。所述至少一个磁传感元件可以是单个磁传感器元件，也可以是多个磁传感器元件，例如，磁传感器元件阵列。通常，通过测量并估计所述至少一个磁传感器元件102的电气特性(例如阻抗)来检测调制磁场的磁场属性，比如调制磁场的存在或幅度，所述调制磁场例如由在所述至少一个磁传感器元件的环境中流动的电流I_adj产生，由在所述至少一个磁传感器元件的环境中存在的磁性粒子产生，或者通过任何其他方式产生。例如，可以通过迫使感应电流I_sense流经传感器并测量传感器上的电压V_sense，来测量这种电气特性。通常，为了执行这种测量，检测***100、150包括电流控制器104，用于提供具有第一频率f₁并且流经至少一个磁传感器元件102的这种感应电流I_sense。用于提供感应电流I_sense的电流控制器104可以是，例如，电流源或电压源。所述传感器还可以包括确定装置106，用于确定电压并导出调制磁场的磁场属性。确定装置106还可以根据调制磁场的磁场属性导出，例如，将要测量的电流I_adj或者存在的磁性粒子的定性或定量特性。确定装置106通常可以包含用于确定电气特性的装置和用于根据电气特性来确定调制磁场的磁场属性的处理能力。而且，所述处理能力可允许确定将要检测的邻近电流或磁性粒子的定性或定量特性。这种处理能力可由处理器提供。例如，利用算法或查找表来根据电气特性确定定性或定量的磁场属性。确定装置106还可以包含输出装置107，用于输出定性或定量的磁场属性的结果或者根据其导出的其他参数。

根据本发明的第一方面，检测***100、150包括控制装置108，用于控制获得在不同频率的磁传感器元件102的电气特性。通过获得在不同频率的电气特性，能够确定温度特性和磁场特性，所述磁场例如由邻近电流I_adj/磁性粒子产生。控制装置可以控制顺序地或同时获得在不同频率的磁传感器元件102的电气特性。对在感应电流I_sense的第一频率下的所述至少一个磁传感器元件102的第一电气特性E₁的测量通常得到第一电气特性E1，其与例如由至少一个磁传感器元件102的邻近电流I_adj产生的磁场无关或者与在至少一个磁传感器元件102的环境中存在的磁性粒子的数量无关。该电学特性E₁允许确定磁传感器元件102或其环境的与温度相关的参数。对在第二频率的至少一个磁传感器元件102的第二电气特性E₂的测量允许获得第二电气特性E₂，其与磁场相关，例如，所述至少一个磁性器元件的环境中存在的邻近电流或者磁性粒子的数量。由此，通常考虑基于所述第一电气特性E₁获得的与温度相关的参数。将要注意的是，在具体的实施例中，第一频率(f₁)可以等于0赫兹。然而，在调制信号通常能够用比DC信号更佳的信噪比进行测量时，优选第一频率f₁不是0。使用调制信号允许例如利用滤波技术来非常准确地读出电气特性。

换言之，因而，控制装置108可确定在第一频率f₁下磁传感器元件102的电学特性，以在该频率f₁下导出第一电气特性E₁或者其分量，其中该第一频率f₁不同于磁场频率f_m，所述第一电气特性或其分量与温度相关且与磁场无关，所述磁场例如，由邻近电流I_adj产生或者由存在的多个磁性粒子产生。因此，在第一频率f₁下获得的电气特性E₁或者其分量是温度T的函数，但与磁场无关，所述磁场例如由在所述至少一个磁传感器元件102的环境中存在的邻近电流或磁性粒子产生，即，

E₁＝E(f₁，T，但与磁场无关)                  [1]

因此，其可以确定磁传感器元件或其环境的与温度相关的参数。此种与温度相关的参数可以是所述至少一个磁传感器元件102的温度，其环境的温度或者指示所述至少一个磁传感器元件102或其环境的温度的任何其他参数。

控制装置108还可确定在不同于第一频率f₁的第二频率f₂下的磁传感器元件102的电气特性，从而可以导出在该频率f₂下的磁传感器的第二电气特性E₂。因此第二电气特性E₂与磁场相关，所述磁场例如由多个磁性粒子产生，或者由大量电流或由任何其他源产生。因此在第二频率f₂下获得的电气特性E₂是温度T的函数，并且与磁场相关，所述磁场例如，由在所述至少一个磁传感气元件102的环境中存在的邻近电流或者磁性粒子产生，即，

E₂＝E(f₂，T，磁场)                   [2]

第二频率f₂优选等于f_m-f₁和/或f_m+f₁。通过使用利用在第一频率f₁下的感应电流I_sense导出的所述至少一个磁传感元件102的与温度相关的参数，可以考虑在第二频率f₂测到的第二电气特性E2的温度相关性。后者允许根据第二电气特性E₂导出磁场的定性或定量的磁场属性，所述磁场例如由所述至少一个磁传感器元件的环境中存在的邻近电流或磁性粒子产生，所以磁场的定性或定量的磁场属性与温度无关。以这种方式能够获得与环境温度无关的更准确的结果。总之，控制装置108因而可控制用于导出在所选频率的电气特性的确定装置106。因此，控制装置108可以向确定装置106提供控制信号。虽然在本发明实例中的控制装置108被示为单个部分，但是其可以被分割为多个不同部件。

为了导出所述至少一个磁传感器元件102的温度相关性，检测***100、150优选包括处理装置110，用于根据第一电气特性导出与温度相关的参数，所述与温度相关的参数指示所述至少一个磁传感器元件102或其环境的温度。所述处理装置110可以是独立的处理装置或者可以使用确定装置106的处理能力。处理装置110可以是专用电路，例如微型计算机、数字信号处理器(DSP)、通用处理器、专用集成电路(ASIC)、微处理器等。该处理装置110可以例如使用算法或查找表或者以任何其他合适方式来确定与温度相关的参数。

因此，根据本发明的检测***100，150适用于对磁场的磁场属性进行定性或定量检测，所述磁场，例如由所述至少一个磁传感器元件的环境中存在的邻近电流I_adj和/或磁性粒子以与温度无关的方式产生。根据磁场属性，可以确定产生磁场的源的定性或定量特性，例如环境中存在的邻近电流I_adj和/或磁性粒子的定性或定量特性。定性或定量检测可以例如是对邻近电流I_adj或者磁性粒子的存在或其数量的检测。如果例如将要检测磁性粒子，如图1更详细示出，检测***100、150通常可以包括用于调制磁场的至少一个调制装置112。所述调制装置112可以是片上(on-chip)磁场产生装置，例如，电流线，或者可以是外部磁场产生装置。调制装置112可以例如是诸如电流线、电磁线圈或外部线圈的调制装置。磁场中的磁性粒子114形成磁矩，因而产生双极散逸场116，其具有位于与所述至少一个磁传感器元件102的平面同平面的共面磁场分量。由于这些影响了所述至少一个磁传感器元件102，所述至少一个磁传感器元件允许对所述磁性粒子114进行检测。因此，调制装置112的存在允许使用磁传感器元件102对磁性粒子114进行检测。通常，调制装置112可以被定向为使得为磁化磁性粒子而产生的所得磁场被定向为磁传感器的相对不敏感方向，例如，垂直于磁传感器的平面的方向，其为图1中的z方向。按照这种方式，由调制装置112所产生的磁场不会太多地影响通过磁传感器进行的测量。

另一实例是对流经所述至少一个磁传感器102元件附近的导体152的邻近电流I_adj的检测。如果邻近电流I_adj流经邻近导体152，这通常导致产生磁场。如果所述至少一个磁传感器元件102和邻近导体152的取向被合适地选择，则所产生的磁场可以具有基本上共面的分量，从而造成对所述至少一个磁传感器元件102的影响，因而可测量流经邻近导体152的电流的存在或电流量。在图2中示出对其的说明。

在不偏离本发明的范围的条件下，还可以在检测***中提供另外的部件或特征，例如，用于减少噪声。

所获得的温度信息还可以用于控制检测***的温度。其可以用于控制加热和/或冷却装置，所述加热和/或冷却装置用于控制检测***的温度。

在第二方面，本发明涉及一种用于对磁场的磁场属性进行定性和定量检测的方法，所述磁场例如由邻近电流I_adj或磁性粒子产生。从而，该方法包括提供在第一频率下调制的感应电流I_sense，以及导出所述至少一个磁传感器元件102在第一频率的与温度相关的参数，与温度相关的参数指示所述至少一个磁传感器元件102或其环境的温度T。该方法还包括在考虑所述与温度相关的参数的情况下，导出在第二频率f₂下的磁场的磁场属性的特性，所述磁场例如由邻近电流I_adj或者磁性粒子产生。

作为实例，图3示出用于根据第二方面的对例如由邻近电流或磁性粒子产生的磁场的磁场属性进行定性和/或定量检测的示例性方法200的基本和可选步骤。当使用如在根据本发明的第一方面中描述的检测***100、150时，该方法尤其适合。

第一步骤202包括在第一频率f₁提供流经至少一个磁传感器元件102的感应电流I_sense。该第一频率f₁，通常不同于将要对其磁场属性进行检测的磁场的磁场频率f_m。在步骤202之前，根据如何产生磁场，可以执行提供将要检测的用于磁化磁性粒子的磁场，和/或可以执行使检测***靠近导体的附加步骤，其中大量电流存在于该导体上或流经该导体。这些步骤未在图3中示出，其可以是方法200一部分，但不是方法200的必要部分。使用不同于磁场频率f_m的第一频率f₁可获得所述至少一个磁传感器102的与温度相关的参数。

第二步骤204包括确定对于流经所述至少一个磁传感器元件102的感应电流I_sense在第一频率f₁的所述至少一个磁传感器元件102的第一电气特性E₁。该电气特性E₁可以是例如所述至少一个磁传感器元件102的阻抗，但是本发明不局限于此。可以通过确定所述至少一个磁传感器元件102上的电压来确定在第一频率f₁的第一电气特性E₁，当流经所述至少一个磁传感器元件102的感应电流I_sense为已知时，可确定阻抗。检测在不同于磁场频率f_m的频率f₁的电气特性E₁，如步骤202所描述，导致与磁场无关的检测特性，所述磁场例如由在所述至少一个磁传感器102的环境中的多个粒子或在邻近导体中流动的邻近电流产生。

在第三步骤206，根据所述至少一个磁传感器元件102的第一电气特性E₁导出与温度相关的参数。可以利用标准算法，通过利用查找表(LUT)或者基于参考结果，获得所述与温度相关的参数，所述参考结果使电学特性以任何适合的方式和与温度相关的参数相关联。与温度相关的参数可以是所述至少一个磁传感器元件的温度、所述至少一个磁传感器元件的环境温度，或者与温度相关的任何其他类型的参数。

在第四步骤208，确定在不同于第一频率f₁的第二频率f₂的磁传感器元件的第二电气特性E₂，从而，频率f₂使得允许获得磁场的磁场属性的定性或定量特性，所述磁场例如由邻近导体中存在的电流产生或者通过环境中存在的磁性粒子产生。所述频率优选等于要确定磁场属性的磁场的磁场频率f_m以及第一频率之差和/或者和，即，f_m-f₁或者f_m+f₁。在该频率，第二电学特性E₂包括与磁场相关的分量，所述磁场例如由邻近导体中存在的邻近电流和/或环境中存在的磁性粒子产生。

在第五步骤210，根据第二电气特性E₂导出磁场的磁场属性的定性或定量特性参数，从而考虑所导出的与温度相关的参数。使用预定算法，使用查找表(LUT)或者以任何其他方式可以实施后者。考虑用于测量的与温度相关的信息，允许获得具有增加的准确度的检测方法。

将要注意的是，虽然如在图3的示例性方法中的顺序描述步骤，但可以同时执行如在步骤204和208中实施的导出在不同频率的电气特性，借此，在确定在不同频率的电气特性之后，可以根据第一电气特性来计算与温度相关的参数，并且然后可以在考虑与温度相关的参数的情况下确定磁场属性的定性和/或定量特性。

还应当注意，在具体的实施例中，第一频率(f₁)可以等于0赫兹。然而，当调制信号通常能够利用更佳的信噪比测量时，优选第一频率f₁不为0。后者可以允许使用滤波技术来非常准确地读出电气特性。

在不受理论的限制下并且作为实例，下面讨论如在本发明的第一方面和第二方面中描述的***和/或方法的磁传感器元件的电气行为。作为例示，下面针对巨磁阻传感器元件进行讨论，但本发明不局限于此。巨磁阻传感器通常是根据磁场强度H改变其阻抗的电阻器。GMR系数G(H)和GMR电阻R_GMR本身都是温度T的函数。后者以等式[3]表示，

R_GMR＝R₀[1+α(T-T₀)+G(H)(1+β(T-T₀))]        [3]

其中α是GMR传感器的温度系数，β是GMR效应的温度系数，T是实际温度，T₀是起始温度，在该起始温度，获得起始电阻R₀。通常通过迫使感应电流I_GMR流过传感器并测量传感器上的电压来对传感器进行读出。

如果假设磁性粒子，也被称为磁性微粒，在磁场频率f_m被磁化，则磁场强度H可表示为

H＝H₀cos(2πf_mt)             [4]

其中H₀是最大磁场强度。根据本发明，流经GMR传感器的感应电流在第一频率f₁进行调制。该频率通常不同于磁场频率f_m。然后感应电流I能够表示为

I＝I₀cos(2πf₂t)              [5]

对于流经GMR传感器的所述感应电流，通过等式[6]给出在GMR传感器上测量的电压，

v_GMR＝IR_GMR＝I(f₁)R₀[1+α(T-T₀)+G(H(f_m))(1+β(T-T₀))]        [6]

可以看出GMR电压具有两个不同分量，即，一个分量V_{independent_of_magnetic_particles}，其与磁性粒子(也被称为磁性微粒)的数量无关，以及一个分量V_{dependent_on_magnetic_particles}，其与磁性粒子的数量相关。所述分量V_{independent_of_magnetic_particles}与磁性粒子的数量无关，其用等式[7]表示，即

V_{independent_of_beads}＝I(f₁)R₀(1+α(T))＝I₀R₀(1+α(T))cos(2πf₁t)         [7]

该分量以频率f₁表征。如果在该频率f₁测量GMR传感器上的电压，则可以在不受磁性粒子存在的影响的情况下测量温度波动。因此通过测量在频率f₁的电压信号，GMR传感器能够用作温度传感器。

电压分量V_{dependent_of_magnetic_particles}与磁性粒子的数量相关，其可以在频率f_m-f₁和f_m+f₁上找到：

$V_{\mathrm{beads}}(T-T_0)=I\left(f_1\right)R_{0}G\left(H\left(f_m\right)\right)(1+\mathrm{\β}(T-T_0))$

$=I_0{R}_0{G}_0{H}_0(1+\mathrm{\β}(T-T_0))\cos \left({2\mathrm{\πf}}_{1}t\right)\cos \left({2\mathrm{\πf}}_{m}t\right)$

$=\frac{1}{2}{I}_0{R}_0{G}_0{H}_0(1+\mathrm{\β}(T-T_0))\cos \left(2\mathrm{\π}(f_m-f_1)\right)+\cos \left(2\mathrm{\π}(f_m+f_1)\right)---\left[8\right]$

这些信号分量与由磁性粒子产生的磁场(H₀)和温度相关。因而通过确定在等于(f_m-f₁)或(f_m+f₁)的频率f₂的电压信号能够获得所述分量。能够利用温度信息，即在频率f₁获得的与温度相关的参数(例如，温度T本身)，来补偿温度相关性。因此，能够获得只与磁性粒子的数量相关的信号，或者换句话说，能够获得与温度无关的信号。对于各向异性磁阻传感器元件或隧道磁阻传感器元件或者诸如Hall传感器元件的其他磁传感器元件来说，能够获得类似结果和等式。

通过实验结果将进一步说明根据本发明的第一和第二方面所述的方法和***。参考图4和图5示出温度补偿磁性粒子检测的实例。在本实例中，传感器经受约15℃的温度变化。该所用的传感器包括巨磁阻传感器元件。首先基于在频率f₁的测量确定与温度相关的参数，在当前情况下为温度自身。其结果如图4所示，图4说明在频率f₁时根据测量所导出的温度以及利用常规外部温度传感器测量的温度。可以看出根据本发明的方法导出的计算温度302与由常规外部温度传感器测量的实际温度304相当吻合。图4还指示GMR传感器元件在频率f₁时的阻抗信号306，这表明阻抗信号306和实际温度304之间密切相关。后者还指出该信号可以用于温度感测。基于在第一频率f1所测量的阻抗信号306，可以获得校正的传感器信号，即对温度变化进行校正的传感器信号。后者在图4中说明，其中示出经过温度校正的传感器输出312和没有经过温度校正的传感器输出314。可以看出可以完全补偿因传感器的温度敏感性而造成的变化。剩下的漂移项(driftterm)是由于所述读出电子仪器中的漂移造成的。本实例例示了如何基于频率复用，使用根据本发明的方法和装置使生物传感器检测相对温度波动变得健壮(robust)。

根据本发明的实施例的优点在于可以使用该生物传感器的磁阻元件同时记录磁场强度和温度波动。可应用该温度信息来为磁性测量补偿温度相关性。

根据本发明的方法和***适于生物传感器的默认操作方法及默认操作装置。通常，生物传感器已经基于频率复用，因此只要控制装置可以用于控制该频率复用，就允许使用频率复用进行温度测量。因此，进行温度补偿的方法除了控制装置的调整以及可能的额外的处理装置以外，不需要额外的组件。所以本发明的方法和***易于在现有***上实现。

在第三方面，本发明还涉及对经受温度变化的化学或生物实体(例如，生物活性粒子)进行定性和/或定量检测的方法和***或装置。应用于该检测***的典型实例包括使用标记抗体进行被分析物的浓度测量的夹心法和竞争性免疫法。根据该第三方面，该方法和***或装置可能涉及磁阻传感器，但本发明并不局限于此。例如，本发明的方法和***或装置还可涉及基于荧光标记的检测。作为例示，通过比较类似特征和优点，在上文更加详细的描述了可以根据本发明的第三方面的方法和***进行的生物传感过程的实例。然而应注意，本发明并不局限于此。

根据本发明的第三方面的实施例的优点在于获得了用于对生物活性粒子进行定性和/或定量检测的方法和***，其中因温度变化产生的结合反应速率的漂移减小并且生物传感器响应的稳定性提高。根据本发明的第三方面的实施例的优点还在于检测***(即生物芯片或生物传感器)对诸如磁性标记的电气响应的漂移减小。

在根据本发明的第三方面的第一实施例中，提供了用于对生物活性粒子进行定性和/或定量检测的***。如在图6中所示，该检测***400通常适于检测生物活性粒子并因此包括用于感测生物活性粒子的粒子感测装置402、用于控制温度的温度控制装置404、用于确定温度的温度感测装置406和用于针对温度感测装置406所确定的温度，控制该温度控制装置404的控制器408。控制器408通过使用温度控制装置404进行主动控制使得温度稳定。在特定实施例中，检测***可包括可再用读取器***和样品进入其中的可抛弃式处理(disposable)单元。因此该可抛弃式处理单元通常适于由该可再用读取器***读出。该检测***的不同组件可以是该可再用读取器设备的部件或者可以是可抛弃式筒(disposable cartridge)的部件。如果该检测***的不同组件集成到该可再用读取器设备，则不需要该可抛弃式筒作为本发明的部件。

现在将更详细地讨论检测***400的不同组件。粒子感测装置402可能是任何适合的感测装置。例如，如果该检测***基于对磁性标记的生物活性粒子的检测，该粒子感测装置402可以是磁传感器，例如但不限于Hall传感器或磁阻传感器，例如巨磁阻传感器、各向异性磁阻或隧道磁阻传感器。如果检测***是基于对发光标记的生物活性粒子的检测，该粒子感测装置402可以是发光检测器并且如果该标记需要被激发，则还可以包括激发源。或者，可以自发地发生激发，那么粒子感测装置402可能只存在发光检测器。用于控制温度的温度控制装置404通常包括用于冷却检测***400的冷却装置。该冷却装置可能集成到该检测***400(例如生物传感器或生物芯片)的主体，或者可能在该检测***400的主体的外部。如果存在，集成的冷却装置就可集成到检测***400的薄膜堆叠上。该冷却装置可能是被动式冷却装置或主动式冷却装置。该被动式冷却装置可以是该检测***400的提高的热容，例如将具有高热容的材料，例如，诸如金属体的其他材料引入到检测***400中，例如通过提供具有高热容的材料，例如，诸如金属体的其他物质到检测***400的封装中。可替代的或其他的被动式冷却装置可以是散热器。该散热器可位于检测***中，与检测***相邻或与之相距一定距离，因而感测装置402和散热器之间的热导性很高，优选最大化以允许实现最佳能量转移，这可以通过粒子感测装置402和散热器之间的良好热耦而完成。后者可以例如通过夹住和通过应用其他导电胶而获得。对于包括读取器设备和适于位于该读取器中的可抛弃式筒的检测***，该散热器可在读取器设备中实现并且该可抛弃式筒可热耦至该读取器设备以致其与散热器之间具有良好的热接触。

另外或作为另一种选择，冷却装置还可以是主动式冷却装置。该主动式冷却装置可集成到检测***的主体或者可能是在该主体的外部。例如，在包括可再用读取器设备和可抛弃式筒的检测***中，该主动式冷却装置优选地是可再用读取器设备的部件，但本发明并不局限于此。例如，冷却装置可能是Peltier元件。可替代的冷却装置可能是微机电制冷***。该***的一个实例可能是基于磁制冷循环的制冷***，其中使用微机电开关、微继电器、簧片开关或栅开关用于在该循环的吸收相和排热相之间转换。例如，该装置在IBM公司的美国专利6588215B1中进行了更详细地说明。该***的另一实例可能是基于使用压电驱动器来提供堆叠之间温度差别的热声制冷器。因此产生高频声音，其通过与一个或多个堆叠部件相互作用产生温度等级，从而使其冷却，这在犹它大学的美国专利6804967B2中更详细地描述。该***的再一实例可以是微机电***，其通过使用微机电阀控制气体的膨胀，如Technology Application，Inc.的美国专利6804967中更详细地描述。若干这些冷却装置的优点在于它们可以使用微机电技术、光刻或薄膜沉积技术来加以应用，以致可以在该检测***中进行集成并且它们的尺寸紧凑。作为例示，图7说明了使用Peltier元件作为冷却装置的检测***的实例。该Peltier元件还可用作加热装置，这将进一步描述。检测***500包括与用于检测样品中生物活性粒子的且与样品体504(未示出)相邻的感测装置502、用于提供该感测装置502与Peltier元件508之间的热接触的热传导装置506。通常，可存在连接器510，例如柔性连接器，以向该检测***500的不同组件供电。

温度控制装置404还可包括用于加热的装置。后者可与冷却装置相同，例如，在可以用于检测***的加热或冷却的Peltier元件的情况下，或者它可能是其他装置，例如电加热器、热电加热器、电阻加热器、电容耦合RF加热器、射流电路加热器、热管、化学加热器或其他类型，例如基于辐射加热的加热装置。在目前的检测***设计中，通常或经常可获得的电阻热源包括用于磁场产生的电线以及磁阻传感器自身。或者，也可以应用Joule加热器。后者在浓度测量和温度稳定功能性优选地被严格分离时可能有利。作为例示，现在将更详细地描述Joule加热器的实例。对于Joule加热器，导电片的耗散功率与该导电片的电阻成正比。后者可以从等式[9]中看出，

P＝I²R                      [9]

其中P是耗散功率，通常作为热耗散，I是电流，R是电阻。加热器的电阻率是其温度的函数，

ρ＝ρ₀(1+α(T-T₀))            [10]，

其中ρ₀等于一定参考温度T₀时的电阻率，而α是电阻的温度系数。如图8a所示，用作Joule加热器的典型元件可能是蛇形实现方式。图8b示出了包括该电阻加热器的典型检测***，例如具有CMOS堆叠用于前端信号处理的生物芯片。该电阻加热器404因而在在粒子感测装置402下方直接使用CMOS技术在CMOS衬底602中实现。本实例中的粒子感测装置402是磁阻传感器，从而提供用于产生磁场的电流线604，使得可以检测磁标记。该粒子感测装置设置在检测器衬底606上。

温度感测装置406可能是任何适合的用于感测检测***和/或其环境(例如待测量的样品)的温度的装置。出于检测的温度稳定的目的，检测***的测量，尤其是检测***的感测部件，优选靠近样品体进行。该温度感测装置406可能是任何温度感测装置，例如热耦和其他温度感测设备。该温度感测装置406还可基于确定检测***400的特定特性。例如，如果磁阻传感器被用来检测生物活性粒子，则磁阻传感器的电气特性可被用来确定温度。由于传感器的电阻是温度的线性函数，在不存在待检测的生物活性粒子时或者对于已知量的待检测生物活性粒子，传感器的电阻可能保持恒定以稳定温度。另外，根据电阻值，也可被隐含地或明确地确定温度。后者可能在除了例如在本发明的第一和第二方面更详细地描述中，由外部磁场对传感电流的调制而产生的交叉分量(cross-component)以外的频率下进行。换言之，可使用与本发明的第一和第二方面所述相同的特征和优点。或者，由磁阻传感器产生的热噪声功率也可被用作温度的测量。后者可以由下述等式[11]导出，

P_N＝4kTRB                  [11]

其中k等于波尔茨曼常数而B是测量带宽。对于不用于生物活性例子的检测的分离点组件，例如电阻或磁阻元件，也可以测量如上所述的属性。作为进一步的选择，可使用集成到检测***的PN-结，例如，如果应用于生物芯片的薄膜层叠，使用等式[12]

$I_D=I_S(e^{\frac{q{V}_D}{\mathrm{nkT}}}-1)---\left[12\right]$

其中I_D和V_D是结电流和电压，n是辐射系数而Is是饱和电流。

就温度传感装置406提供的结果而言，用于控制温度控制装置404的控制器408可能是任何适合的控制器类型。该控制器可包括计算装置，例如微处理器，例如其可能是微控制器。尤其是，其可以包括可编程控制器，例如可编程数字逻辑装置，比如可编程阵列逻辑(PAL)、可编程逻辑阵列、可编程门阵列，尤其是现场可编程门阵列(FPGA)。FPGA的使用允许随后例如通过下载FPGA所需的设置来对温度控制装置进行编程。其还可包括用于存储控制信号的存储器，该信号将由***和/或用于读取/写入与这些控制信号相关的信息的读取和/或写入能力来执行。控制器优选为板上控制器，或者换言之，优选为集成到检测***以便可获得紧凑的检测***。控制器408可适于接收包括关于与温度相关的参数的信息的输入信号并且其可适于输出用于温度控制装置的输出信号，以便加热或冷却，或不加热或冷却。控制器408可适于基于反馈信息控制检测***400的温度，例如粒子感测装置402的温度。因此可在反馈方案中提供控制器408。作为实例，本发明不局限于此，其提供了将控制器408结合到反馈方案的两种可能性。第一实例是基于温度控制装置404的使用，例如如图7所示的Peltier元件。后者如图9所示，在图9中示出了控制器408，温度控制装置404，例如Peltier元件，粒子感测装置402和温度感测装置406。与温度相关的参数p(T)被温度感测装置406从粒子感测装置402或其环境中提取出并且与预定的最佳温度信息p(T₀)组合作为控制器408的输入。基于输入信息，控制器提供温度控制装置404的控制信号，例如控制电流，从而导致温度控制装置404进行加热、冷却或不操作。

第二实例是基于Joule加热器作为温度控制装置404的使用，此外，Joule加热器也是温度感测装置406的部件。对于Joule加热器，电阻的温度系数是已知的材料常数，电阻R可以被用作温度T的测量。图10示出可能的方案。可以看出，加热器上的电压V控制耗散功率P并且通过条带的电流I被测量并用作温度感测。

在集成热源的情况下，温度分布图在芯片体上将不均匀。然而，在一阶近似中，可以认为平均样品温度与热源中耗散的功率线性相关。这一关系是材料特性及几何构型的函数并且可以被事先测量。热能向样品的转移然后可被模型化为恒定衰减因子。

根据本发明的第三方面的实施例的优点在于通过提供温度控制装置，应用于生物芯片外部或集成到芯片中，可以优化样品的温度。例如，体液样品的温度可以保持在体温，从而优化免疫测定培养速度。

因此，根据本发明的第三方面的实施例的优点在于可以减小因温度波动产生的化学结合反应速度以及生物传感器的电气敏感性中的变化。

本发明的实施例的优点在于获得对温度波动不敏感的生物传感器。对于及时现场护理应用，该温度健壮性通常是重要的。

对于本领域技术人员而言，用于完成体现本发明的检测方法和***的目的的其它配置将是显而易见的。应理解的是，尽管本文针对用于本发明的装置已经讨论了优选实施例、具体结构及构型、以及材料，但是可以在不悖离本发明的范围和精神的基础上进行形式和细节上的各种改变或修改。例如，尽管已经参考检测***描述了本发明的第三方面，本发明还涉及用于检测生物活性粒子的方法。该方法通常包括下述步骤：确定与温度相关的参数是否表明粒子感测装置的实际温度高于预定温度，冷却粒子感测装置直到基本上达到该预定温度，使用所述温度控制的粒子感测装置确定生物活性粒子的定性或定量特性。

Claims (12)

1、一种用于对调制磁场的磁场属性进行定性或定量检测的检测***(100，150)，所述检测***(100，150)包括至少一个磁传感器元件(102)、用于提供流经所述至少一个磁传感器元件(102)的具有第一频率(f₁)的感应电流(I_sense)的电流控制器(104)和控制装置(108)，

其中所述控制装置(108)用于在第一频率f₁从所述至少一个磁传感器元件(102)获得电气特性，以导出所述至少一个磁传感器的与温度相关的参数，以及

所述控制装置(108)还用于在至少第二频率(f₂)从所述磁传感器元件(102)获得电气特性，以在考虑所导出的与温度相关的参数的情况下，导出所述磁场属性的定性或定量特性，其中所述至少第二频率(f₂)与所述第一频率(f₁)不同。

2、根据权利要求1所述的检测***(100，150)，其中，所述磁场属性是由邻近电流(I_adj)或磁性粒子产生的磁场的幅度。

3、根据权利要求1所述的检测***(100，150)，所述磁场属性具有特征磁场频率(f_m)，其中所述第一频率(f₁)是与所述磁场频率(f_m)基本上不同的频率，并且所述至少第二频率(f₂)是所述磁场频率(f_m)和所述第一频率之和或差(f_m+f₁，f_m-f₁)中至少之一。

4、根据权利要求3所述的检测***(100)，所述检测***(100)还包括调制装置(112)，用于在所述磁场频率(f_m)调制所述磁场属性。

5、根据权利要求3所述的检测***(100)，其中，所述第一频率(f₁)等于0赫兹。

6、根据权利要求1所述的检测***(100，150)，其中，所述控制装置(108)用于在所述第一频率f₁从所述磁传感器元件(102)获得电气特性，并同时执行在所述第二频率f₂从所述磁传感器元件(102)获得电气特性。

7、根据权利要求1所述的检测***(100，150)，其中，所述至少一个磁传感器元件(102)是至少一个磁阻传感器元件。

8、根据权利要求7所述的检测***(100，150)，其中，所述至少一个磁阻传感器元件(102)是巨磁阻传感器元件、各向异性磁阻传感器元件或隧道磁阻传感器元件中任何一种。

9、一种用于对调制磁场的磁场属性进行定性和定量检测的方法(200)，所述方法包括

在第一频率(f₁)提供流经至少一个磁传感器(102)的感应电流(I_sense)，

在所述第一频率(f₁)导出(204，206)所述至少一个磁传感器(102)的与温度相关的参数，

在考虑所述至少一个磁传感器(102)的与温度相关的参数的情况下，使用所述至少一个磁传感器(102)在第二频率(f₂)导出(210，212)所述磁场属性的定性或定量特性。

10、根据权利要求9所述的方法，其中，所述导出(204，206)与温度相关的参数包括在所述第一频率(f₁)获得(206)所述至少一个磁传感器(102)的电气特性(E₁)，并根据所述第一电气特性(E₁)或其分量确定所述与温度相关的参数。

11、根据权利要求10所述的方法，其中，所述导出定性或定量特性包括在所述第二频率(f₂)获得(210)所述至少一个磁传感器(102)的第二电气特性(E₂)，并根据所述第二电气特性(E₂)和所述与温度相关的参数确定(212)所述定性或定量特性。

12、用于对调制磁场的磁场属性进行定性或定量检测的检测***(100，150)在分子诊断、生物样品分析或化学样品分析中的应用，

所述检测***(100，150)包括至少一个磁传感器元件(102)、用于提供流经所述至少一个磁传感器元件(102)的具有第一频率(f₁)的感应电流(I_sense)的电流控制器(104)和控制装置(108)，

其中所述控制装置(108)用于在第一频率(f₁)从所述磁传感器元件(102)获得电气特性，以导出所述至少一个磁传感器元件的与温度相关的参数，以及

所述控制装置(108)还用于在至少第二频率(f₂)从所述至少一个磁传感器元件(102)获得电气特性，以在考虑所导出的与温度相关的参数的情况下，导出磁场属性，其中所述至少第二频率(f₂)与所述第一频率(f₁)不同。

Images