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申请上海交通大学硕士学位论文



集成微流道的巨磁电阻（ＧＭＲ）生物传感器研究





专 业： 微电子学与固体电子学
学 生： 李福泉
导 师： 冯洁 教授



上海交通大学微纳科学技术研究院
2010 年 1 月
Master Dissertation Submitted to Shanghai Jiao Tong University



STUDY ON GMR BIOSENSOR INTEGRATED WITH
MICROCHANNEL



Author: Fuquan Li
Advisor: Prof. Jie Feng
Specialty: Microelectronics and Solid-State Electronics




Research Institute of Micro/Nano Science and Technology
Shanghai Jiao Tong University
January 19, 2010
集成微流道的巨磁电阻（ＧＭＲ）生物传感器研究
摘 要
本论文旨在研究一种 GMR 生物传感器，该传感器可以检测磁标记的生
物分析物，从而用于疾病诊断。利用 Comsol 软件模拟计算了垂直检测模式
下，磁珠的感应磁场以分析外磁场方位及磁珠位置和磁珠团聚对 GMR 生物
传感器检测的影响。模拟结果表明，外磁场倾斜、磁珠位置偏离电阻条中
心和磁珠团聚都会使 GMR 信号减小，特别是外加磁场的倾斜。因此，如果
用 GMR 传感器对磁珠进行定量检测，为了保证信号大小和磁珠个数的线性
关系，必须尽可能做到以下几个方面：外磁场尽可能垂直于传感器表面，
且测试过程中倾斜角不能变化；设法使磁珠集中于电阻条中间区域；尽量
保证磁珠不团聚。
制作了 GMR 生物传感器件, 并利用该传感器检测固定在传感器表面的
磁珠. 目前，国内外对集成 GMR 传感器与微流道，检测微流体中的磁珠或
磁标记生物分析物的研究则比较少。本论文在 GMR 传感器上集成了微流
道。在水平测试模式下，测试了不同浓度的铁磁流体。实验结果表明，GMR
传感器不仅能检测到铁磁流体，而且能根据信号大小确定铁磁流体的浓度。
关键词：GMR 传感器，流动检测，铁磁流体，生物检测
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STUDY ON GMR BIOSENSOR INTEGRATED WITH
MICROCHANNEL
ABSTRA