CN102110513B - 一种用于核磁共振显微检测芯片的磁路 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于核磁共振显微检测芯片的磁路，包括依次排列的第一永磁体，第一匀场板，第二匀场板，第二永磁体，第一匀场板与第二匀场板之间留有间隙构成工作气隙，第一永磁体和第二永磁体的磁极方向相同，并通过导磁体连接。本发明磁路体积微小，制造和维护成本低廉，工作区域内产生的磁场场强高、磁场均匀度好，能够较好的满足原子核磁共振显微检测芯片的需求。
Description
技术领域
本发明涉及一种核磁共振检测磁路，具体涉及一种用于核磁共振显微检测芯片的磁路。
背景技术
原子核磁共振检测方法与基于光学、电化学、质谱分析等检测技术相比，由于能够识别未知粒子的分子结构、观察生物粒子的新成代谢过程，特别是检测过程中对生物粒子的非破坏性，正成为微流体环境下生物粒子检测的一项重要使能技术，并由此诞生了原子核磁共振显微检测芯片这一门新兴学科。但是传统的核磁共振检测设备体积庞大，制造和维护成本昂贵，难以与微流控生医芯片相集成，其主要原因是缺乏一种适用于原子核磁共振显微检测芯片的微型磁路。
原子核磁共振显微检测芯片由于专门用于微量样品的检测，其对磁路的要求是：①磁路的场强要高且磁场的均匀性要好；②磁路体积和重量较小，以降低整个芯片的制作成本；③磁路结构开放性好，工作区域易于与芯片其它部件相匹配且便于检测过程中对样品的操纵。
虽然单边核磁共振磁路相比于传统的核磁共振磁路其体积大为缩小，但是该种磁路产生的磁场强度偏小，主要应用于单边便携式核磁共振仪用于非破坏性检测大尺度物体，而应用于原子核磁共振显微检测芯片时过小的场强难以满足芯片对信号检测的高灵敏度要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种场强高、均匀性好的用于核磁共振显微检测芯片的磁路。
本发明的具体方案是：一种用于核磁共振显微检测芯片的磁路，包括从左到右依次排列的第一永磁体，第一匀场板，第二匀场板，第二永磁体，第一匀场板与第二匀场板之间留有间隙构成工作气隙，第一永磁体和第二永磁体的磁极方向相同，并通过导磁体连接。
为了提高永磁体材料的利用率，根据不同工作环境的需要，所述的第一永磁体和第二永磁体为长方体、圆柱体、正方体或者椭圆柱。
为了提高工作气隙内的磁场强度，所述的第一永磁体和第二永磁体由小永磁体拼接组成。
为了增加工作气隙内均匀磁场范围，并提高磁场强度，第一匀场板与第二匀场板的形状不相似。所述的第一匀场板为内凹形成凹口的圆柱体、长方体、正方体或者椭圆柱，第二匀场板为形状规则的圆柱体、长方体、正方体或者椭圆柱；第一匀场板也可以为由形状规则的圆柱体、长方体、正方体或者椭圆柱与圆环、矩形环、正方形环或者椭圆形环组合而成，环的截面形状可以为矩形、正方形、梯形等。匀场板的材料可以选用电工纯铁、坡莫合金、冷轧钢或者其它具有高磁导率的材料。
为了提高工作气隙内的磁场强度，所述的凹口设有倾斜角，角度的大小根据工作气隙的大小及形状进行调整。
为了便于加工安装，提高其适用性，所述的导磁体由三部分构成，与第一永磁体外侧磁极连接的第一导磁体，与第二永磁体的外侧磁极连接的第二导磁体和连接第一导磁体和第二导磁体的第三导磁体，导磁体的材料可以选用电工纯铁、坡莫合金、冷轧钢或者其它具有高磁导率的材料。
本发明提供的用于核磁共振显微检测芯片的磁路中，第一永磁体和第二永磁体产生磁场，工作气隙用于放置样品，第一匀场板和第二匀场板用于增强工作气隙中磁场均匀度和强度。本发明磁路体积微小，制造和维护成本低廉，工作区域内产生的磁场场强高、磁场均匀度好，能够较好的满足原子核磁共振显微检测芯片的需求。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明的y正方示意图。
图3是本发明的x负方向示意图。
图4是本发明的磁路坐标y＝0时x-z坐标平面内磁场强度等高线图。
图5是本发明的磁路坐标z＝0时x-y坐标平面内磁场强度等高线图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
如图1-3所示的用于核磁共振显微检测芯片的磁路，包括依次排列的第一永磁体101，第一匀场板201，第二匀场板202，第二永磁体102，第一匀场板201与第二匀场板202之间留有间隙构成工作气隙401，第一永磁体101和第二永磁体102左右两侧电磁极相反，分别为S极和N极，并通过导磁体连接。其中，第一永磁体101和第二永磁体102选用钕铁硼制成长方体结构，图1中箭头方向是磁化方向；第一匀场板201为内凹形成凹口301的矩形薄板，凹口301存在一个大小为θ的倾斜角度，第二匀场板202为形状规则的矩形薄板，第一匀场板201和第二匀场板202的材料可选用电工纯铁，也可以选用坡莫合金、冷轧钢或者其它具有高磁导率的材料；导磁体由三部分构成，与第一永磁体101的S极连接的第一导磁体501，与第二永磁体102的N极连接的第二导磁体502和连接第一导磁体501和第二导磁体502的第三导磁体503，导磁体的材料可选用电工纯铁，也可以选择坡莫合金、冷轧钢或者其它具有高磁导率的材料。
图4-5分别为本发明磁路坐标y＝0时x-z坐标平面内磁场强度等高线图和坐标z＝0时x-y坐标平面内磁场强度等高线图，从图中可以看出工作气隙401内存在较大范围的高强度均匀磁场。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种用于核磁共振显微检测芯片的磁路，其特征在于：所述磁路包括从左到右依次排列的第一永磁体（101），第一匀场板（201），第二匀场板（202），第二永磁体（102），第一匀场板（201）与第二匀场板（202）之间留有间隙构成工作气隙（401），第一永磁体（101）和第二永磁体（102）的磁极方向相同，并通过导磁体连接；
所述的第一匀场板（201）为内凹形成凹口（301）的圆柱体、长方体、正方体或者椭圆柱，所述的第二匀场板（202）为形状规则的圆柱体、长方体、正方体或者椭圆柱。
2.按权利要求1所述的用于核磁共振显微检测芯片的磁路，其特征在于：所述的第一永磁体（101）和第二永磁体（102）为长方体、圆柱体、正方体或者椭圆柱。
3.按权利要求1或2所述的用于核磁共振显微检测芯片的磁路，其特征在于：所述的第一永磁体（101）和第二永磁体（102）由小永磁体拼接组成。
4.按权利要求1所述的用于核磁共振显微检测芯片的磁路，其特征在于：所述的凹口（301）设有倾斜角。
5.按权利要求1所述的用于核磁共振显微检测芯片的磁路，其特征在于：所述的导磁体由三部分构成，与第一永磁体（101）外侧磁极连接的第一导磁体（501），与第二永磁体（102）外侧磁极连接的第二导磁体（502）和连接第一导磁体（501）和第二导磁体（502）的第三导磁体（503）。
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