CN109283206A - 一种用于生物标志物的核磁共振快速检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于生物标志物的核磁共振快速检测装置及方法，包括核磁共振探头、磁场施加装置、电子控制箱和上位机。核磁共振探头为微流控芯片，从上至下依次包括探头上层、微流道层、调谐匹配层、检测层和基底层；微流道层包括五个进样流道、直线混合流道和螺旋均匀流道；检测层上设置有样品腔和采集线圈；调谐匹配层具有调谐匹配电路，采集线圈两端与调谐匹配电路电连接；磁场施加装置包括磁体、温度控制系统、双工器和前放；电子控制箱包括电子控制柜和功放，电子控制柜能发射CPMG脉冲信号。本发明能快速精确的判定微量血样样本中所含的生物标志物浓度，有助于医疗工作者对病人前期病情的快速诊断。

Description

一种用于生物标志物的核磁共振快速检测装置及方法

技术领域

本发明涉及医学诊断与筛查、生化防卫、食品安全控制等领域，特别是一种用于生物标志物的核磁共振快速检测装置及方法。

背景技术

随着生活环境的恶化，食品添加剂的泛滥，传播途径的增多，越来越多的家庭面临致病细菌、病毒、肿瘤疾病的威胁，致病细菌、病毒、肿瘤疾病已经成为危害公共健康的主要因素。医学研究表明，通过检测血液中的相关生物标志物浓度能够实现对各种疾病的早期发现，并有效应用于临床诊断及术后跟踪等治疗环节。

目前，对生物标志物的检测技术主要有免疫学方法、生物学方法以及分子生物法，但受限于血液样本成分复杂，需要花费大量时间对样本进行培养、纯化和分选富集，操作繁琐，对操作人员技术水平要求也较高。因此研究一种能够实现生物标志物快速检测的方法具有极其重要的社会意义和经济意义。

核磁共振作为一种非接触式检测手段，在生物检测、有机化学、医药学方面具有良好的应用前景。典型的核磁共振系统主要包括产生稳定外磁场的磁体、产生射频磁场并接受核磁信号的探头和用于信号分析的电子控制系统。然而，传统的核磁共振仪器由于结构复杂、价格高昂，使得该技术难以被大范围使用，只能集中于医疗资源丰富的大型医院。因此，为了提高生物标志物快速检测方法的实用性，需要一种结构简单、购置和使用成本低的小型核磁共振装置及检测方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种用于生物标志物的核磁共振快速检测装置及方法，该用于生物标志物的核磁共振快速检测装置及方法能快速精确的判定微量血样样本中所含的生物标志物浓度，有助于医疗工作者对病人前期病情的快速诊断。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种用于生物标志物的核磁共振快速检测装置，包括核磁共振探头、磁场施加装置、电子控制箱和上位机。

核磁共振探头为微流控芯片，从上至下依次包括探头上层、微流道层、调谐匹配层、检测层和基底层。

微流道层包括五个进样流道、直线混合流道、螺旋均匀流道和样品腔容纳槽。

五个进样流道分别为两个血液样本流道、两个磁珠流道和一个目标生物标记物流道；目标生物标记物流道的出样口与直线混合流道的进样端相连通；两个磁珠流道对称设置在目标生物标记物流道的外侧，两个磁珠流道的出样口与位于目标生物标记物流道出样口下游的直线混合流道相连通；两个血液样本流道的出样口与位于磁珠流道出样口下游的直线混合流道相连通。

直线混合流道的出样端与位于螺旋中心的螺旋均匀流道的进样口相连通，位于螺旋外侧的螺旋均匀流道的出样口与样品腔容纳槽相连通。

检测层上设置有样品腔和采集线圈；样品腔从上至下依次包括凸起部和镶嵌部，镶嵌部镶嵌设置在检测层内部，凸起部突出设置在检测层顶部；采集线圈绕制在样品腔的凸起部外圆柱面上，凸起部顶部伸入样品腔容纳槽中，形成检测进样口；镶嵌部底部设置有伸出基底层的检测出样口。

调谐匹配层具有调谐匹配电路，采集线圈两端与调谐匹配电路电连接。

检测层与基底层之间设置有微阀，微阀用于控制检测出样口的启闭。

磁场施加装置包括磁体、温度控制系统、双工器和前放；磁体用于向核磁共振探头施加外磁场；温度控制系统用于控制磁体的温度，使磁体保持体温；双工器分别与调谐匹配电路和前放电连接。

电子控制箱包括电子控制柜和功放，功放分别与双工器和电子控制柜电连接，上位机与电子控制柜电连接；电子控制柜能发射CPMG脉冲信号。

采集线圈等间距缠绕在样品腔凸起部的外圆柱面上。

采集线圈采用0.2mm的银线，采集线圈的线间距为0.8mm，绕制匝数为9匝。

磁体顶部设置有探头放置槽，核磁共振探头能放置于探头放置槽中，且采集线圈位于探头放置槽的正中心。

微流道层中螺旋混匀流道的顶部高度低于五个进样流道的底部高度，样品腔容纳槽的顶部高度低于螺旋混匀流道的底部高度。

温度控制系统包括温度传感器、温度控制器、继电器、两个风扇和两个热电制冷片；两个风扇设置在磁体的一条对角线上，每个风扇的外侧设置一个热电制冷片；每个热电制冷片均与继电器相连接，继电器和温度传感器均与温度控制器相连接，温度传感器用于检测磁体的温度。

一种用于生物标志物的核磁共振快速检测方法，包括如下步骤。

步骤1，建立数据库：在上位机中建立数据库，建立的数据库中包括目标生物样本浓度与横向弛豫时间T ₂的对应关系。

步骤2，磁珠清洗准备。

步骤3，血样采集：对人体进行微创采血并保存，形成采集血样。

步骤4，磁珠、生物素抗体及血液样本添加：采用微量进样器分别吸取设定量的磁珠、生物素抗体和采集血样；然后，将吸取的生物素抗体注入核磁共振探头中的目标生物标记物流道，将吸取的磁珠等量注入两个磁珠流道，将吸取的采集血样等量注入两个血液样本流道中。

步骤5，磁珠、生物素抗体及血液样本初混合：步骤4中添加的磁珠和生物素抗体在直线混合通道内先进行初混合，形成免疫磁珠；免疫磁珠与进入直线混合通道内的采集血样进行初混。

步骤6，磁珠、生物素抗体及血液样本的再混合：步骤5初混后的磁珠、生物素抗体及血液样本从直线混合通道进入螺旋混匀流道，实现再混匀，形成待检测血样样本；待检测血样样本流入样品腔内，此时微阀处于关闭状态。

步骤7，核磁共振快速检测，具体包括如下步骤。

步骤71，磁体恒温：温度控制系统使磁场施加装置中的磁体恒定在体温范围内。

步骤72，探头放置：将步骤6形成检测血样样本的核磁共振探头放入已恒温的磁体的探头放置槽内，并使样品腔位于探头放置槽的正中心。

步骤73，CPMG脉冲信号发射：电子控制箱中的电子控制柜发射CPMG脉冲信号，经功放放大后，通过双工器输入到核磁共振探头内的调谐匹配电路，调谐匹配电路将采集线圈中的阻抗进行匹配；样品腔内的待检测血液样本在CPMG脉冲以及磁体施加的外磁场作用下，产生核磁共振信号。

步骤74，核磁共振信号采集及处理：电子控制柜停止发射CPMG脉冲信号，采集线圈对待检测血液样本产生的核磁共振信号进行采集；采集后的核磁共振信号经调谐匹配电路，再经双工器、前放放大后输入到电子控制柜，电子控制柜经分析得出已检测血样样本的弛豫时间并传输给上位机，上位机将接收到的已检测血样样本的弛豫时间与步骤1中建立的数据库进行匹配，得出已检测血样样本中所含的待测物浓度指标。

步骤75，至少重复一次步骤73至步骤74，对样品腔中的血样样本进行多次待测物浓度指标的检测与确认。

步骤76，检测废液收集：步骤75检测完成后，打开微阀，使检测废液从样品腔流出；接着，向五条进样流道内注入清洗溶液，收集废液，清洗完毕后，关闭微阀，供下次使用。

所述步骤2，磁珠清洗准备的方法为：配置所需的结合/洗涤缓冲液，取混匀好的磁珠于1.5ml离心管中，加入1ml结合/洗涤缓冲液，混合均匀洗涤磁珠后，磁场吸附，弃上清液；然后，将洗涤过的磁珠重新悬于1ml结合/洗涤缓冲液中。

步骤4中的生物素抗体为致病细菌抗体、病毒抗体、蛋白抗体或癌细胞抗体。

步骤71中，磁体恒温温度为36℃。

本发明具有如下有益效果：能够快速精确的判定微量血样样本中所含的生物标志物浓度，有助于医疗工作者对病人前期病情的快速诊断，有利于对不同病人治疗效果的评估，有利于患者术后效果的监测，长期的数据记录更有利于医疗工作者对病患体内的致病细菌、病毒、蛋白、癌细胞等有害生物情况有直观的了解，从而科学合理的变更患者的治疗方案。此外，还能有效降低了对生物标志物检测的操作难度，有助于提高中小医院快速检测恶性疾病的水平。

附图说明

图1显示了本发明免疫磁珠检测的原理图。

图2显示了本发明一种用于生物标志物的核磁共振快速检测方法的流程示意图。

图3显示了电子控制箱的立体结构示意图。

图4显示了磁场施加装置的整体图。

图5显示了核磁共振探头的纵剖面图。

图6显示了核磁共振探头的爆炸图。

图7显示了核磁共振探头中微流道层的俯视图。

图8显示了磁场施加装置的原理图。

图9显示了采集线圈信号发射及采集电路图。

图10显示了磁场施加装置的立体结构图。

图11显示了磁场施加装置中温度控制系统的原理图。

图12显示了温度控制系统温度监测示意图。

图13显示了本发明的不同线间距的采集线圈对应射频场均匀性的仿真图。

图14显示了生物标志物浓度与核磁共振横向弛豫时间的关系图谱。

其中有：

200.电子控制箱； 201.标准信号接口；202.直流接口；

301.核磁共振探头；302.探头上层；303.微流道层；304.调谐匹配层；305.检测层；306.基底层；307.采集线圈；308.样品腔；309.微阀；

401.血液样本流道；402.磁体流道；403.目标生物标记物流道；404.直线混合流道；405.螺旋混匀流道；406.样品腔容纳槽；

500.磁场施加装置；501.盖板；502.开关电源；503.继电器；504.温度控制器；505.热电制冷片；506.磁体；507.温度传感器；508.风扇。

具体实施方式

下面结合附图和具体较佳实施方式对本发明作进一步详细的说明。

一种用于生物标志物的核磁共振快速检测装置，包括核磁共振探头301、磁场施加装置500、电子控制箱200和上位机。

核磁共振探头，简称探头，为如图5和图6所示的微流控芯片，其从上至下依次包括探头上层302、微流道层303、调谐匹配层304、检测层305和基底层306。

如图7所示，微流道层包括五个进样流道、直线混合流道404、螺旋均匀流道405和样品腔容纳槽406。

微流道层中螺旋混匀流道的顶部高度优选低于五个进样流道的底部高度，样品腔容纳槽的顶部高度优选低于螺旋混匀流道的底部高度。

五个进样流道分别为两个血液样本流道401、两个磁珠流道402和一个目标生物标记物流道403。

目标生物标记物流道的出样口与直线混合流道的进样端相连通，两者优选位于同一轴线上。

两个磁珠流道对称设置在目标生物标记物流道的外侧，两个磁珠流道的出样口与位于目标生物标记物流道出样口下游的直线混合流道相连通。

两个磁珠流道优选包括直线段和倾斜段，直线段优选与目标生物标记物流道相平行，倾斜段连接直线段与直线混合流道。倾斜段与直线混合流道的交接点为交汇点一。

两个血液样本流道的出样口与位于磁珠流道出样口（也即交汇点一）下游的直线混合流道相连通。

两个血液样本流道也优选包括直线段和倾斜段，直线段优选与目标生物标记物流道相平行，倾斜段连接直线段与直线混合流道。倾斜段与直线混合流道的交接点为交汇点二。

直线混合流道的出样端与位于螺旋中心的螺旋均匀流道的进样口相连通，位于螺旋外侧的螺旋均匀流道的出样口与样品腔容纳槽相连通。

检测层上设置有样品腔308和采集线圈307。

样品腔材质优选为石英玻璃管，方便每次测完后对样品腔的清洗；样品腔从上至下依次包括凸起部和镶嵌部，镶嵌部镶嵌设置在检测层内部，凸起部突出设置在检测层顶部。凸起部顶部伸入样品腔容纳槽中，形成检测进样口；镶嵌部底部设置有伸出基底层的检测出样口。

采集线圈优选等间距绕制在样品腔的凸起部外圆柱面上，采集线圈顶部也可伸入样品腔容纳槽中。

采集线圈需要通过调整匝数和线间距提升线圈的信噪比和品质因素，采集线圈作为核磁共振探头的核心部件，其性能好坏直接影响微创探头测量的精度与准确度，由于线圈的骨架尺寸已经确定，故只需研究在相同高度尺寸内，不同线间距线圈所对应的射频场均匀性优劣。

线间距一共设置四组参数，分别是0.4mm、0.6mm、0.8mm、1.0mm，对应匝数为18匝、12匝、9匝、7匝。经过计算可得线间距为0.4mm时，相对信噪比为；线间距为0.6mm时，相对信噪比为；线间距为0.8mm时，相对信噪比为3.64；线间距为1.0mm时，相对信噪比为。相对信噪比计算完后，需要对螺线管线圈射频场均匀性进行仿真。

在图13中，横坐标是采集线圈中心沿着轴向分布的直线距离（5mm内），纵坐标是直线上的磁感应强度。从图13的仿真结果中，可以看出，四根曲线从上至下依此为线间距0.4mm、0.6mm、0.8mm、1.0mm，选取采集线圈中心4.3mm区域为观测区域，曲线上三角形标记为观测区域内射频场强度最大值所在位置及值，分别计算观测区域射频场均匀度，可得0.4mm线间距射频场均匀度为79.9%，0.6mm线间距射频场均匀度为79.9%，0.8mm线间距射频场均匀度为80.3%，1.0mm线间距射频场均匀度为63.2%。由于螺线管线圈死时间与电感成正比，电感与线圈线间距成反比，一般来说，相同尺寸的螺线管线圈，线间距越小，电感越大。因此为了获得尽可能小的死时间，线圈线间距需要大一些。本例螺线管线圈线间距综合考虑为获得低死时间、好的射频场均匀性条件下，选取0.8mm线间距作为最终线圈参数，信噪比的降低可以通过实验中提高扫描次数来实现补偿。

本发明中，核磁共振探头中采集线圈的线间距优选0.8mm，匝数优选9匝，射频场均匀度优选为80.3%，线圈选用0.2mm银线绕制。

调谐匹配层具有调谐匹配电路，调谐匹配电路主要实现射频电路中的阻抗匹配，从而获得最大的传输功率。如图9所示，采集线圈两端与调谐匹配电路电连接。在图9中，调谐匹配电路中的并联电容可将采集线圈的阻抗值实部调整为50，串联电容可将采集线圈的阻抗值虚部调整为0，最终射频电路的阻抗值为50欧。

检测层与基底层之间设置有微阀309，微阀用于控制检测出样口的启闭。

如图4、图8、图10所示，磁场施加装置优选为一个具有盖板501的箱体，磁场施加装置包括磁体506、温度控制系统、双工器和前放。

其中，磁体用于向核磁共振探头施加外磁场，磁体顶部优选设置有长方体的探头放置槽，核磁共振探头能放置于探头放置槽中，且采集线圈能位于探头放置槽的正中心。

温度控制系统用于控制磁体的温度，使磁体保持体温；双工器分别与调谐匹配电路和前放电连接。

温度控制系统包括温度传感器507、温度控制器504、继电器503、开关电源502、两个风扇508和两个热电制冷片505。

盖板501与箱体优选为可拆卸连接，上述开关电源、继电器和温度控制器优选设置在盖板的内壁面上。开关电源优选为12V电源。

如图10和图11所示，两个风扇和磁体均位于箱体的一条对角线上，每个风扇的外侧设置一个热电制冷片；每个热电制冷片均与继电器相连接，继电器和温度传感器均与温度控制器（优选为PID 温控器）相连接，温度传感器用于检测磁体的温度。

温控控制系统使用热电致冷片作为热量来源。热电致冷片利用半导体材料的Peltier效应，当直流电通过两种不同的半导体材料串联成的电偶时，在电偶两端可分别吸收热量和放出热量，此处即使用其放出热量的特性作为加热源，其优点是热效应快，体积小可以应用在空间受限处。使用温度传感器实时监测磁体的温度，将温度信号传输到PID 温控器内，通过与设定温度相比较，低于设定温度时，正向加热，超过设定温度后，切换热电致冷片驱动电流的方向，实现制冷功能，通过PID控制实现最终的温度恒定，温度控制系统温度监测图如图12所示。

如图3所示，电子控制箱优选呈箱体结构，电子控制箱包括电子控制柜和功放，功放分别与双工器和电子控制柜电连接，上位机与电子控制柜电连接；电子控制柜能发射CPMG脉冲信号。

电子控制箱箱与磁场施加装置之间除了采用标准信号接口201来实现信号的传递外，还需要将驱动加热模块的直流线缆及温度传感器的三线线缆集成在一起，因此选用七针直流的直流接口202，从而实现一个电子控制箱驱动配备不同中心频率的磁体的磁场施加装置，方便对磁体性能要求不同的生物标志物的精确检测。

电子控制柜型号优选为Tecmag公司的LapNMR，电子控制柜采用单通道电子控制系统，负责对含有生物标志物的样本发射射频脉冲并接收处理样品的核磁共振信号，经过数据处理，最终得到样本的核磁共振弛豫时间。

如图2所示，一种用于生物标志物的核磁共振快速检测方法，包括如下步骤。

步骤1，建立数据库：在上位机中建立如图14所示的数据库，建立的数据库中包括目标生物样本浓度与横向弛豫时间T ₂的对应关系。

数据库建立时，每个样本的目标生物样本浓度检测方法，可以采用现有目标生物样本浓度检测方法，也可采用本发明中步骤2至步骤7的方法。

步骤2，磁珠清洗准备。磁珠清洗准备的方法优选为：配置所需的结合/洗涤缓冲液（含0.01%的Tween-20），取混匀好的磁珠（优选为0.5mg）于1.5ml离心管中，加入1ml结合/洗涤缓冲液，混合均匀洗涤磁珠后，磁场吸附，弃上清液；然后，将洗涤过的磁珠重新悬于1ml结合/洗涤缓冲液中。

步骤3，血样采集：对人体进行微创采血并保存，形成采集血样。

步骤4，磁珠、生物素抗体及血液样本添加：采用微量进样器分别吸取设定量的磁珠、生物素抗体和采集血样；然后，将吸取的生物素抗体注入核磁共振探头中的目标生物标记物流道，将吸取的磁珠等量注入两个磁珠流道，将吸取的采集血样等量注入两个血液样本流道中。

上述生物素抗体优选为致病细菌抗体、病毒抗体、蛋白抗体或癌细胞抗体等。

步骤5，磁珠、生物素抗体及血液样本初混合：步骤4中添加的磁珠和生物素抗体在直线混合通道内先进行初混合，形成如图1所示的免疫磁珠或特异性磁珠；免疫磁珠与进入直线混合通道内的采集血样进行初混。

上述磁珠优选为霉亲和素磁珠，链霉亲和素磁珠是由超顺磁性纳米颗粒与高纯度的链霉亲和素共价偶联而成，用于捕获生物素标记的抗体，从而制成特定的免疫磁珠，这种链霉亲和素-生物素相互结合的强度很高，在生物样本中不会因为其他杂质干扰而脱落。由于磁珠具有超强的顺磁性，在溶液中具有很好的分散性和磁响应性，相同浓度下，不同粒径的磁珠所表现出来的核磁共振信号是具有显著差异的，一般是随着粒径的增加，磁弛豫时间变长。当采集到的人体血液样本中含有肿瘤标志物细胞时，加入由链霉亲和素磁珠制成的相应免疫磁珠后，免疫磁珠会与肿瘤标志物细胞结合，一个细胞可以结合多个免疫磁珠，从而改变磁珠在溶液中的分散状态，进而影响溶液的磁弛豫时间。因此，利用核磁共振技术从原理上可以实现血液中肿瘤标志物的快速检测。

步骤6，磁珠、生物素抗体及血液样本的再混合：步骤5初混后的磁珠、生物素抗体及血液样本从直线混合通道进入螺旋混匀流道，实现再混匀，形成待检测血样样本；待检测血样样本流入样品腔内，此时微阀处于关闭状态。

步骤7，核磁共振快速检测，具体包括如下步骤。

步骤71，磁体恒温：温度控制系统使磁场施加装置中的磁体恒定在体温范围内，优选为36℃。

步骤72，探头放置：将步骤6形成检测血样样本的核磁共振探头放入已恒温的磁体的探头放置槽内，并使样品腔位于探头放置槽的正中心。

步骤73，CPMG脉冲信号发射：电子控制箱中的电子控制柜发射CPMG脉冲信号，经功放放大后，通过双工器输入到核磁共振探头内的调谐匹配电路，调谐匹配电路将采集线圈中的阻抗进行匹配；此处调谐匹配的目的，是在拉莫尔共振频率下，将射频电路的阻抗调制到 50 欧姆，实现最大化的能量传输。样品腔内的待检测血液样本在CPMG脉冲以及磁体施加的外磁场作用下，原子核系统的宏观磁化矢量产生翻转，也即产生核磁共振信号。

步骤74，核磁共振信号采集及处理：电子控制柜停止发射CPMG脉冲信号，采集线圈对待检测血液样本产生的核磁共振信号进行采集；采集后的核磁共振信号经调谐匹配电路，调谐匹配电路可使采集到的信号损失最小；再经双工器、前放放大后输入到电子控制柜，电子控制柜经分析得出已检测血样样本的弛豫时间并传输给上位机，上位机将接收到的已检测血样样本的弛豫时间与步骤1中建立的数据库进行匹配，得出已检测血样样本中所含的待测物浓度指标。

步骤75，至少重复一次步骤73至步骤74，对样品腔中的血样样本进行多次待测物浓度指标的检测与确认。

步骤76，检测废液收集：步骤75检测完成后，打开微阀，使检测废液从样品腔流出；接着，向五条进样流道内注入清洗溶液，收集废液，清洗完毕后，关闭微阀，供下次使用。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于生物标志物的核磁共振快速检测装置，其特征在于：包括核磁共振探头、磁场施加装置、电子控制箱和上位机；

核磁共振探头为微流控芯片，从上至下依次包括探头上层、微流道层、调谐匹配层、检测层和基底层；

微流道层包括五个进样流道、直线混合流道、螺旋均匀流道和样品腔容纳槽；

五个进样流道分别为两个血液样本流道、两个磁珠流道和一个目标生物标记物流道；目标生物标记物流道的出样口与直线混合流道的进样端相连通；两个磁珠流道对称设置在目标生物标记物流道的外侧，两个磁珠流道的出样口与位于目标生物标记物流道出样口下游的直线混合流道相连通；两个血液样本流道的出样口与位于磁珠流道出样口下游的直线混合流道相连通；

直线混合流道的出样端与位于螺旋中心的螺旋均匀流道的进样口相连通，位于螺旋外侧的螺旋均匀流道的出样口与样品腔容纳槽相连通；

检测层上设置有样品腔和采集线圈；样品腔从上至下依次包括凸起部和镶嵌部，镶嵌部镶嵌设置在检测层内部，凸起部突出设置在检测层顶部；采集线圈绕制在样品腔的凸起部外圆柱面上，凸起部顶部伸入样品腔容纳槽中，形成检测进样口；镶嵌部底部设置有伸出基底层的检测出样口；

调谐匹配层具有调谐匹配电路，采集线圈两端与调谐匹配电路电连接；

检测层与基底层之间设置有微阀，微阀用于控制检测出样口的启闭；

磁场施加装置包括磁体、温度控制系统、双工器和前放；磁体用于向核磁共振探头施加外磁场；温度控制系统用于控制磁体的温度，使磁体保持体温；双工器分别与调谐匹配电路和前放电连接；

电子控制箱包括电子控制柜和功放，功放分别与双工器和电子控制柜电连接，上位机与电子控制柜电连接；电子控制柜能发射CPMG脉冲信号。

2.根据权利要求1所述的用于生物标志物的核磁共振快速检测装置，其特征在于：采集线圈等间距缠绕在样品腔凸起部的外圆柱面上。

3.根据权利要求2所述的用于生物标志物的核磁共振快速检测装置，其特征在于：采集线圈采用0.2mm的银线，采集线圈的线间距为0.8mm，绕制匝数为9匝。

4.根据权利要求1或2所述的用于生物标志物的核磁共振快速检测装置，其特征在于：磁体顶部设置有探头放置槽，核磁共振探头能放置于探头放置槽中，且采集线圈位于探头放置槽的正中心。

5.根据权利要求1或2所述的用于生物标志物的核磁共振快速检测装置，其特征在于：微流道层中螺旋混匀流道的顶部高度低于五个进样流道的底部高度，样品腔容纳槽的顶部高度低于螺旋混匀流道的底部高度。

6.根据权利要求1或2所述的用于生物标志物的核磁共振快速检测装置，其特征在于：温度控制系统包括温度传感器、温度控制器、继电器、两个风扇和两个热电制冷片；两个风扇设置在磁体的一条对角线上，每个风扇的外侧设置一个热电制冷片；每个热电制冷片均与继电器相连接，继电器和温度传感器均与温度控制器相连接，温度传感器用于检测磁体的温度。

7.一种用于生物标志物的核磁共振快速检测方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1，建立数据库：在上位机中建立数据库，建立的数据库中包括目标生物样本浓度与横向弛豫时间T ₂的对应关系；

步骤2，磁珠清洗准备；

步骤3，血样采集：对人体进行微创采血并保存，形成采集血样；

步骤4，磁珠、生物素抗体及血液样本添加：采用微量进样器分别吸取设定量的磁珠、生物素抗体和采集血样；然后，将吸取的生物素抗体注入核磁共振探头中的目标生物标记物流道，将吸取的磁珠等量注入两个磁珠流道，将吸取的采集血样等量注入两个血液样本流道中；

步骤5，磁珠、生物素抗体及血液样本初混合：步骤4中添加的磁珠和生物素抗体在直线混合通道内先进行初混合，形成免疫磁珠；免疫磁珠与进入直线混合通道内的采集血样进行初混；

步骤6，磁珠、生物素抗体及血液样本的再混合：步骤5初混后的磁珠、生物素抗体及血液样本从直线混合通道进入螺旋混匀流道，实现再混匀，形成待检测血样样本；待检测血样样本流入样品腔内，此时微阀处于关闭状态；

步骤7，核磁共振快速检测，具体包括如下步骤：

步骤71，磁体恒温：温度控制系统使磁场施加装置中的磁体恒定在体温范围内；

步骤72，探头放置：将步骤6形成检测血样样本的核磁共振探头放入已恒温的磁体的探头放置槽内，并使样品腔位于探头放置槽的正中心；

步骤73，CPMG脉冲信号发射：电子控制箱中的电子控制柜发射CPMG脉冲信号，经功放放大后，通过双工器输入到核磁共振探头内的调谐匹配电路，调谐匹配电路将采集线圈中的阻抗进行匹配；样品腔内的待检测血液样本在CPMG脉冲以及磁体施加的外磁场作用下，产生核磁共振信号；

步骤74，核磁共振信号采集及处理：电子控制柜停止发射CPMG脉冲信号，采集线圈对待检测血液样本产生的核磁共振信号进行采集；采集后的核磁共振信号经调谐匹配电路，再经双工器、前放放大后输入到电子控制柜，电子控制柜经分析得出已检测血样样本的弛豫时间并传输给上位机，上位机将接收到的已检测血样样本的弛豫时间与步骤1中建立的数据库进行匹配，得出已检测血样样本中所含的待测物浓度指标；

步骤75，至少重复一次步骤73至步骤74，对样品腔中的血样样本进行多次待测物浓度指标的检测与确认；

步骤76，检测废液收集：步骤75检测完成后，打开微阀，使检测废液从样品腔流出；接着，向五条进样流道内注入清洗溶液，收集废液，清洗完毕后，关闭微阀，供下次使用。

8.根据权利要求7所述的用于生物标志物的核磁共振快速检测方法，其特征在于：所述步骤2，磁珠清洗准备的方法为：配置所需的结合/洗涤缓冲液，取混匀好的磁珠于1.5ml离心管中，加入1ml结合/洗涤缓冲液，混合均匀洗涤磁珠后，磁场吸附，弃上清液；然后，将洗涤过的磁珠重新悬于1ml结合/洗涤缓冲液中。

9.根据权利要求7或8所述的用于生物标志物的核磁共振快速检测方法，其特征在于：步骤4中的生物素抗体为致病细菌抗体、病毒抗体、蛋白抗体或癌细胞抗体。

10.根据权利要求7或8所述的用于生物标志物的核磁共振快速检测方法，其特征在于：步骤71中，磁体恒温温度为36℃。