一種用於核磁共振顯微檢測晶片的磁路的製作方法

2023-09-14 12:59:20 1

專利名稱：一種用於核磁共振顯微檢測晶片的磁路的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種核磁共振檢測磁路，具體涉及一種用於核磁共振顯微檢測芯 片的磁路。
背景技術：
原子核磁共振檢測方法與基於光學、電化學、質譜分析等檢測技術相比，由於能夠 識別未知粒子的分子結構、觀察生物粒子的新成代謝過程，特別是檢測過程中對生物粒子 的非破壞性，正成為微流體環境下生物粒子檢測的一項重要使能技術，並由此誕生了原子 核磁共振顯微檢測晶片這一門新興學科。但是傳統的核磁共振檢測設備體積龐大，製造和 維護成本昂貴，難以與微流控生醫晶片相集成，其主要原因是缺乏一種適用於原子核磁共 振顯微檢測晶片的微型磁路。原子核磁共振顯微檢測晶片由於專門用於微量樣品的檢測，其對磁路的要求是 ①磁路的場強要高且磁場的均勻性要好；②磁路體積和重量較小，以降低整個晶片的製作 成本；③磁路結構開放性好，工作區域易於與晶片其它部件相匹配且便於檢測過程中對樣 品的操縱。雖然單邊核磁共振磁路相比於傳統的核磁共振磁路其體積大為縮小，但是該種磁 路產生的磁場強度偏小，主要應用於單邊可攜式核磁共振儀用於非破壞性檢測大尺度物 體，而應用於原子核磁共振顯微檢測晶片時過小的場強難以滿足晶片對信號檢測的高靈敏 度要求。

實用新型內容本實用新型的目的是提供一種場強高、均勻性好的用於核磁共振顯微檢測晶片的 磁路。本實用新型的具體方案是一種用於核磁共振顯微檢測晶片的磁路，包括從左到 右依次排列的第一永磁體，第一勻場板，第二勻場板，第二永磁體，第一勻場板與第二勻場 板之間留有間隙構成工作氣隙，第一永磁體和第二永磁體的磁極方向相同，並通過導磁體 連接。為了提高永磁體材料的利用率，根據不同工作環境的需要，所述的第一永磁體和 第二永磁體為長方體、圓柱體、正方體或者橢圓柱。為了提高工作氣隙內的磁場強度，所述的第一永磁體和第二永磁體由小永磁體拼 接組成。為了增加工作氣隙內均勻磁場範圍，並提高磁場強度，第一勻場板與第二勻場板 的形狀不相似。所述的第一勻場板為內凹形成凹口的圓柱體、長方體、正方體或者橢圓柱， 第二勻場板為形狀規則的圓柱體、長方體、正方體或者橢圓柱；第一勻場板也可以為由形狀 規則的圓柱體、長方體、正方體或者橢圓柱與圓環、矩形環、正方形環或者橢圓形環組合而 成，環的截面形狀可以為矩形、正方形、梯形等。勻場板的材料可以選用電工純鐵、坡莫合
3金、冷軋鋼或者其它具有高磁導率的材料。為了提高工作氣隙內的磁場強度，所述的凹口設有傾斜角，角度的大小根據工作 氣隙的大小及形狀進行調整。為了便於加工安裝，提高其適用性，所述的導磁體由三部分構成，與第一永磁體外 側磁極連接的第一導磁體，與第二永磁體的外側磁極連接的第二導磁體和連接第一導磁體 和第二導磁體的第三導磁體，導磁體的材料可以選用電工純鐵、坡莫合金、冷軋鋼或者其它 具有高磁導率的材料。本實用新型提供的用於核磁共振顯微檢測晶片的磁路中，第一永磁體和第二永磁 體產生磁場，工作氣隙用於放置樣品，第一勻場板和第二勻場板用於增強工作氣隙中磁場 均勻度和強度。本實用新型磁路體積微小，製造和維護成本低廉，工作區域內產生的磁場場 強高、磁場均勻度好，能夠較好的滿足原子核磁共振顯微檢測晶片的需求。

圖1是本實用新型的結構示意圖。圖2是本實用新型的y正方示意圖。圖3是本實用新型的χ負方向示意圖。圖4是本實用新型的磁路坐標y = 0時x-z坐標平面內磁場強度等高線圖。圖5是本實用新型的磁路坐標ζ = 0時x-y坐標平面內磁場強度等高線圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作更進一步的說明。如圖1-3所示的用於核磁共振顯微檢測晶片的磁路，包括依次排列的第一永磁體 101，第一勻場板201，第二勻場板202，第二永磁體102，第一勻場板201與第二勻場板202 之間留有間隙構成工作氣隙401，第一永磁體101和第二永磁體102左右兩側電磁極相反， 分別為S極和N極，並通過導磁體連接。其中，第一永磁體101和第二永磁體102選用釹鐵 硼製成長方體結構，圖1中箭頭方向是磁化方向；第一勻場板201為內凹形成凹口 301的矩 形薄板，凹口 301存在一個大小為θ的傾斜角度，第二勻場板202為形狀規則的矩形薄板， 第一勻場板201和第二勻場板202的材料可選用電工純鐵，也可以選用坡莫合金、冷軋鋼或 者其它具有高磁導率的材料；導磁體由三部分構成，與第一永磁體101的S極連接的第一導 磁體501，與第二永磁體102的N極連接的第二導磁體502和連接第一導磁體501和第二導 磁體502的第三導磁體503，導磁體的材料可選用電工純鐵，也可以選擇坡莫合金、冷軋鋼 或者其它具有高磁導率的材料。圖4-5分別為本實用新型磁路坐標y = 0時x-z坐標平面內磁場強度等高線圖和 坐標ζ = 0時x-y坐標平面內磁場強度等高線圖，從圖中可以看出工作氣隙401內存在較 大範圍的高強度均勻磁場。以上所述僅是本實用新型的優選實施方式，應當指出對於本技術領域的普通技 術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和 潤飾也應視為本實用新型的保護範圍。
權利要求1.一種用於核磁共振顯微檢測晶片的磁路，其特徵在於所述磁路包括從左到右依次 排列的第一永磁體(101)，第一勻場板001)，第二勻場板002)，第二永磁體(102)，第一勻 場板(201)與第二勻場板(202)之間留有間隙構成工作氣隙001)，第一永磁體(101)和第 二永磁體(10 的磁極方向相同，並通過導磁體連接。
2.按權利要求1所述的用於核磁共振顯微檢測晶片的磁路，其特徵在於所述的第一 永磁體(101)和第二永磁體(10 為長方體、圓柱體、正方體或者橢圓柱。
3.按權利要求1或2所述的用於核磁共振顯微檢測晶片的磁路，其特徵在於所述的 第一永磁體(101)和第二永磁體(102)由小永磁體拼接組成。
4.按權利要求1所述的用於核磁共振顯微檢測晶片的磁路，其特徵在於所述的第一 勻場板O01)為內凹形成凹口(301)的圓柱體、長方體、正方體或者橢圓柱，所述的第二勻 場板(20 為形狀規則的圓柱體、長方體、正方體或者橢圓柱。
5.按權利要求4所述的用於核磁共振顯微檢測晶片的磁路，其特徵在於所述的凹口 (301)設有傾斜角。
6.按權利要求1所述的用於核磁共振顯微檢測晶片的磁路，其特徵在於所述的導磁 體由三部分構成，與第一永磁體(101)外側磁極連接的第一導磁體(501)，與第二永磁體 (102)外側磁極連接的第二導磁體(50 和連接第一導磁體(501)和第二導磁體(502)的 第三導磁體(503)。
專利摘要本實用新型涉及一種用於核磁共振顯微檢測晶片的磁路，包括依次排列的第一永磁體，第一勻場板，第二勻場板，第二永磁體，第一勻場板與第二勻場板之間留有間隙構成工作氣隙，第一永磁體和第二永磁體的磁極方向相同，並通過導磁體連接。本實用新型磁路體積微小，製造和維護成本低廉，工作區域內產生的磁場場強高、磁場均勻度好，能夠較好的滿足原子核磁共振顯微檢測晶片的需求。
文檔編號H01F7/02GK201886855SQ20102066160
公開日2011年6月29日 申請日期2010年12月15日 優先權日2010年12月15日
發明者倪中華, 吳衛平, 易紅, 陸榮生 申請人:東南大學