[發明專利]用于檢測磁響應物質的方法和裝置

無效

• 申請號: 98802942.1
• 申請日: 1998-02-27
• 公開（公告）號: CN1249672A
• 公開（公告）日: 2000-04-05
• 發明（設計）人: 尤里·拉波波特
• 申請（專利權）人: 尤里·拉波波特
• 主分類號: A61B5/05
• 分類號: A61B5/05
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 王勇,張志醒

????????????????????????發明背景

發明領域

本發明涉及通過測定一個試樣對所施加磁場的響應而檢測在該試樣中某種物質的存在的方法和裝置。更具體地說，本發明涉及實際應用通過測定一個試樣對所施加磁場的響應而檢測在該試樣中某種物質的存在的方法和裝置，以確定有關該試樣的化學和物理特性的有用信息。

相關現有技術的介紹

化學物質的磁特性已經被廣泛地加以研究。人們已知若干中類型的磁性，包括順磁性、抗磁性和鐵磁性。在Cotton和Wilkinson所著Advenced?Inorganic?Chemistry(第三版，1972，IntersciencePublishers，第535-546頁)中可以找到有關這些磁特性的討論，其公開內容全部以引用方式結合在本申請中。

順磁性物質就是可以被正比于磁場強度乘以磁場梯度的一個作用力吸引到磁場中的物質。順磁性通常是由于在該物質中存在具有不成對的離子、原子或分子而產生的。當不存在施加磁場時，這些離子、原子或分子都具有有限的順磁矩。

抗磁性物質就是被磁場排斥的物質。抗磁性是由于所施加磁場感生的小磁矩與該磁場相反而產生的。當沒有施加磁場時，這些感生磁矩不存在。所有物質都具有一定程度的抗磁性，但是其影響是非常小的，如果個別分子具有永久磁偶極矩，則其抗磁性常常被順磁性和鐵磁性效應所掩蓋。

鐵磁性物質是具有高磁導率和能夠在相對較弱磁場中磁化的物質，例如鐵、鎳和鈷。

磁化率是物質的一種可測量特性，據此可以確定該物質的磁矩。磁化率定義為物質的磁導率與真空負磁導率的比值。順磁性和鐵磁性物質的磁化率為正值，而抗磁性物質的磁化率為負值。

磁導率是一種物質改變磁場能力的一種量度，等于磁感應與磁強度的比值。

磁感應是規定在磁場中各個點的磁場方向和幅值的一個矢量。

磁強度是僅僅與引起磁場的外部電流相關，而不考慮物質存在的磁場部分。

磁矩是施加在位于磁場中的一個磁體或電流環上的最大轉矩與該磁場的磁感應的比值。磁矩可以根據磁化率計算出來。

已知有許多測量磁化率的方法，所有方法都依賴于測量施加在放入一個非均勻磁場中的試樣上的作用力。試樣的順磁性越強，它被向更強磁場區域的吸引也越強；其抗磁性越強，它被向最弱區域的排斥也越強。

典型的測量試樣磁化率的現有技術方法采用被稱為Gouy扭力計的一種裝置。在標準教科書中例如Shoemaker等人所著Experimentsin?Physical?Chemistry(第三版，1974，McGraw-Hill?Book?Company，第422-434頁)中記載了這種裝置及其使用方法，其中所記載的內容以引用方式結合在本申請中。如在該參考文獻中所記載的，這種裝置是靈敏的，但是昂貴而且復雜。

故而需要有一種方法和裝置能夠測量試樣磁化率的定量和定性變化，而且避免了現有技術的缺點。

因此本發明的一個目的是提供用于測定試樣磁化率的定量和定性變化的一種簡單、相對成本低廉的方法和裝置。

本發明的另一個目的是提供可以應用于工業環境中的這樣一種方法和裝置。

本發明的再一個目的是提供可以應用于無損生物醫學領域的這樣一種方法和裝置。

本發明的又一個目的是提供可以應用于臨床無損生物醫學診斷的這樣一種方法和裝置。

通過以下說明和附圖以及權利要求書可以清楚地了解本發明的其它目的。發明概要

本申請公開了通過測定一個試樣對所施加磁場的響應而檢測在該試樣中某種物質的存在的一種方法和裝置。所說裝置包括一個第一導電體、與所說第一導電體以可工作相關方式設置的一個磁體組件、用于測量所說第一導電體的一種或多種選定的可觀測工作特性的一個第一裝置、和用于傳輸表示該測量結果的信號或顯示測量結果的一個裝置。在某些應用中，本發明裝置還包括用于存儲和分析從所說第一測量裝置作為輸入值獲得的數據的裝置。根據具體應用的不同，該裝置還可以包括一個第二導電體，和用于測量所說第二導電體的一種或多種選定的可觀測工作特性的一個第二裝置，所說第二測量裝置還可以向所說數據存儲和分析裝置提供輸入值。