【手続補正書】
【提出日】平成22年6月25日(2010.6.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
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り、磁性粒子を検出するためのセンサ素子と、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、前記センサ素子に該磁気発生手段から磁界を印加し、印加された磁界の強度と前記センサ素子で検出される電圧の大きさとから前記磁性粒子の検出を行う検出装置であって、
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。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項５】
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、該検出対象である物質によって特異的に該センサ素子に結合された磁性粒子を検出することによって、該センサ素子に特異的に結合した検出対象である物質の検出を行う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。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
磁性粒子６０２は反応領域内で２つの磁気抵抗効果素子５０１（センサ素子５０１、リファレンス素子５０２）のうち一方の素子（センサ素子５０１）の表面にのみ固定される。検出の際には、電磁石用電源５０５、正弦波発生装置５０７を用いてコイル５０４に交流電流が印加される。この結果、２つの磁気抵抗効果素子の構成要素である磁気抵抗効果膜に垂直な方向に交流磁界６０３が印加され、磁性粒子６０２が磁化される。磁化ベクトル６０５に示すように、磁化された磁性粒子から浮遊磁界６０４が発生し、磁性粒子下部の磁気抵抗効果素子６０１に膜面内方向成分の磁界が印加される。磁気抵抗効果膜は膜面内方向の磁界の影響によって抵抗が変化する。２つの磁気抵抗効果素子と２つの固定抵抗を用いて、ホイーストンブリッジ回路を形成する。ホイーストンブリッジ回路の信号の交流成分を、センスアンプ５０３を用いて増幅した後に、ロックインアンプ５０６で印加磁界の周波数の２倍の周波数成分のみ増幅し、磁性粒子の存在を示す検出信号を得、コンピュータ５０８によって解析する（非特許文献１）。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
本発明は、磁気抵抗効果素子の磁化容易方向に磁界を印加し、軟磁性の磁性粒子を容易に検出する検出装置及び検出方法を提供することを目的とする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
本発明は、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り、磁性粒子を検出するためのセンサ素子と、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、前記センサ素子に該磁気発生手段から磁界を印加し、印加された磁界の強度と前記センサ素子で検出される電圧の大きさとから前記磁性粒子の検出を行う検出装置であって、
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である。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
まず、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が、この検出装置には含まれる。そして、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更に具備する。この検出装置は、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、センサ素子近傍に存在する磁性粒子を検出する検出装置である。具体的には、センサ素子上、あるいはセンサ素子近傍に存在する磁性粒子の存在に関する情報を検出するものである。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
そこで本発明では、検出層の磁化反転が比較的大きな磁界で生じるようにする。そのような磁性膜としてはＧｄＴｂＦｅ、ＧｄＴｂＣｏ、ＧｄＴｂＦｅＣｏなどである。つまり、Ｇｄ、Ｔｂ及び遷移金属の合金である。あるいはＤｙＦｅ、ＤｙＣｏ、ＤｙＦｅＣｏなどのＤｙと遷移金属の合金、又は、ＧｄＤｙＦｅ、ＧｄＤｙＣｏ、ＧｄＤｙＦｅＣｏなどＧｄ、Ｄｙ、及び、遷移金属の合金が挙げられる。また、上述の希土類金属と遷移金属の人工格子膜としても所望の磁性膜を形成することが可能である。これらの保磁力は従来用いられてきた上記材料の保磁力よりも大きければ本発明の効果が生じる。従来の材料の保磁力は数Ｏｅから数十Ｏｅ程度である。さらに、検出対象となる磁性粒子は酸化鉄を用いることが多く、例えば、その磁化は印加磁界が５００Ｏｅ程度まで線形に増加する。５００Ｏｅでの磁化の大きさは飽和磁化の７割程度、１ｋＯｅで９割程度に達し、１ｋＯｅよりも大きな磁界では緩やかに飽和に近づいていく。したがって、本発明で用いる磁気抵抗効果膜の検出層の保磁力は、１００Ｏｅ以上であることが好ましく、さらに５００Ｏｅ以上であることがより好ましい。本発明における検出層の保磁力の上限としては、例えば５ｋＯｅ以下、好ましくは、１ｋＯｅ以下である。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３９】
印加磁界の大きさは、使用する磁性粒子の大きさや磁気特性、磁気抵抗効果膜の磁気特性等によって適宜選択されるが、磁性粒子の磁化が飽和する磁界強度以上とすると高感度で検出することが可能となる。したがって、検出層の磁化反転磁界は磁性粒子の磁化飽和磁界程度とすることが好ましい。ただし、磁性粒子の磁化飽和磁界よりも小さな磁界であっても検出可能である場合は、検出層の磁化反転磁界を磁性粒子の磁化飽和磁界よりも小さくしても良い。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
また、図１には１つのセンサ素子が図示されているが、複数のセンサを配し、多くの生体分子が検出できるようにしても良い。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４１】
なお、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。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７１】
１０１、３０１、４０１  検出層
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  交流磁界
６０５  磁化ベクトル
【手続補正１２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
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