KR20000005555A

KR20000005555A - 물질의 고감도 자기감지를 위한 기기장치

Info

Publication number: KR20000005555A
Application number: KR1019980708390A
Authority: KR
Inventors: 한스 코오흐; 하르투무트 마쯔; 로만 코티쯔; 디이에트마 드렁; 루쯔 트람스; 베르너 바이치스; 볼프하르트 젬머
Original assignee: 젬러 볼프하르트; 독일 베를린 프라이엔대학 지엠비에이치 진단학연구소
Priority date: 1996-04-18
Filing date: 1997-03-26
Publication date: 2000-01-25
Also published as: ES2192269T3; PL183725B1; CN1105917C; NZ331772A; CZ333898A3; DE19615254A1; AU718523B2; EP0898706B1; PT898706E; DE59709508D1; SK283627B6; TW356519B; RU2217751C2; CA2250087A1; CA2250087C; KR100305102B1; IL126067A; DE19615254C2; HK1019249A1; PL328792A1

Abstract

본 발명은 물질의 정량(Quantitative; 定量) 또는/혹은 정성 감지(Qualitative Detection;定性感知)를 위한 기기장치(Apparatus)이다.

특히 생체 시료의 수용체 리간드(Receptor Ligand) 결합을 측정하는 데 있어, 시료가 위치하는 곳에서 자기장 발생을 위한 자화 장치(Magnetizing Device;磁化裝置)와 시료의 자기적 특성을 측정하는 감지장치(Detection Device;感知裝置)를 가지고 있으며, 측정과정 중에 자화장치에서 측정되는 자화도(Magnetization;磁化度)가 시료에서 측정되는 자화도에 비해 10배 또는 선택적으로 1,000배 혹은 그 이상 감소될 수 있도록, 상대적으로 감지장치(71,8,9,10;16;20)와 자화 장치(11';11'')의 공간배치가 이루어진다는데 특징이 있다. 또한 사전 설정된 시간 동안에만 측정을 하는데 필요하며, 특히 감지장치(71,8,9,10;16)가 측정상태에 있는 동안에 시료가 위치한 자화 장치의 자기장을 소멸시키는데 사용되는 단속장치(Switching Device;斷續裝置)가 있다는 것이 특성이 있다. 이러한 방식으로 새로운 측정방법들인 물질의 자기이완(Magnetorelaxometric;磁氣弛緩)감지 혹은 잔류자화(Remanence;殘留磁化)측정에 의한 물질감지는 경제적이고 간편한 방식으로 생체물질 및 시험관 시료에 적용할 수 있도록 고안된 기기장치이다.

Description

물질의 고감도 자기 감지를 위한 기기장치

선행 기술인 일본특허 JP-23 57 74에 따른 기기장치 작동을 위해 서술된 측정절차들과 유사한 방법으로 적절한 기기장치들이 추론되어질 수 있다.

수용체-리간드 결합 측정을 위한 기기장치들은 구조가 알려진 물질의 신호 발생 라벨(label;부호)들에 의해 생성되는 신호측정에 그 원리를 두고 있다. 현재 가장 감도가 높은 것은 방사능을 가진 물질 [방사능면역분석-RIA (Radio Immuno Assay)]을 감지하는 장치들이다. 하지만 방사능 라벨(Radioactive Label)들의 활용은 결정적인 단점이 있다. 예를 들자면 방사능 물질의 저장 및 폐기 뿐 만 아니라, 이러한 종류의 기기장치들은 구속성 라벨(Bound Label)들을 비 구속성 라벨(Unbound Label)들로부터 분리하는 장치가 필요로 하며, 이러한 분리 없이는 정량적인 분석은 일반적으로 불가능하기 때문이다.

또 다른 기기장치들로써 응집(Agglutination;凝集), 형광(Fluorescence;螢光), 색채 반응(Color Reaction)의 광학적인 측정(Optical Measurement)에 그 원리를 둔 흐름주입법[Flow Injection Analysis(FIA)], 효소면역측정법[Enzyme Linked Sorbent Assay(ELSA)]등이 있으며, 여기에는 필수적으로 광감지기(Photodetector;光感知機)들을 보유하고 있다. 이러한 방법도 정량적인 분석을 위해서는 일반적으로 분리과정이 필요하다. 다른 말로 하면, 시료의 자기적 성질을 측정하기 위한 수많은 기기장치가 있지만 현재까지는 일반적으로 직접적으로 수용체-리간드 결합을 측정하는 데는 적용이 되지는 않았다.

자기라벨(Magnetic Label)응용에 원리를 둔 많은 기기장치들과 관련된 기술이 알려져 있다. 예를 들어, 자기장을 부가(附加)함으로써 자기적 특성을 가진 입자들의 운동이 레이저(Laser;유도방출에 의한 빛의 증폭)에 의해 관측됨을 응용한 기기장치가 있다. 그 이외에도, 자기라벨을 구속성 또는 비구속성 화합물의 분리를 위해 응용하는데 그 원리를 둔 기기장치들도 있다. 이러한 것과는 대조적으로 시료의 자기적인 특성 측정에 원리를 둔 기기장치들은 아주 드물다.

일본특허 JP-23 57 74에서는, 자기적 표식(Magnetically Marked)을 가진 항체(Antibodies;抗體) 또는 항원(Antigen;抗原)을 근거로 한 초전도양자간섭소자-면역검사(SQUID-Immuno Assay)[이후, 초전도양자간섭소자(超傳導量子干涉素子)를 그 원문 약어인 "SQUID"로 명칭 함] 방법에 대해 서술하고 있다. 하지만 비구속성 물질은 시료로부터 반드시 뒤이은 항원과 항체의 반응을 통해 제거(분리)되어야 한다는 단점이 있다. 여기에는 필수적으로 비구속성 라벨과 구속성 라벨을 분리시키는 적절한 장치가 필요하며, 시료의 자화도(Magnetization;磁化度)는 분리가 이루어진 직후에, 곧 바로 자기장 존재 하에 측정된다. 즉 자화도 측정은 자기장 내에서 이루어진다.

미국특허 US 4,913,883은 면역응집검사(Immuno-agglutination Assay)를 위한 기기장치를 서술하고 있다. 마이크로미터(10^-6m)크기 영역의 자기입자(Magnetic Particle)들에 대한 항체 응집(Agglutination of Antibodies;抗體凝集)을 측정하는 것을 그 원리로 하고 있으며, 이 기기장치는 응집을 분리시키는 장치 및 분리된 응집을 유동성흐름(Fluid Stream)을 이용하여 감지장치를 통과시키게 하는 이송장치(Device for Transport;移送裝置)로 구성되어 있다.

일본특허 JP 3-220442 A는 응집면역검사(Agglutination Immuno-assay;凝集免役檢査)를 위한 측정과정이 공개되어 있다. 그 응집들은 공개 자료에 나타나 있듯이, 응집된 자기입자의 크기 측정방법을 사용하여 확인된 항체들이다. 그 방법은 정상유동성시료(Stationary Fluid Sample; 正像流動性試料)를 투과시키는 단속 자기장(Switching Magnetic Field; 斷續磁氣場)으로 응집된 자화 입자의 잔여자기유속밀도(Residual Magnetic Flux Density; 殘餘磁氣流速密度)를 측정하는 것이다.

일본특허 JP 3-220442 A에 의하면, 응집도(Degree of Agglutination;凝集度)의 결정을 위해 입자 크기를 광학적인 과정으로 측정하였다. 이를 위하여, 공개된 과정은 마이크로미터 크기의 자기입자 덩어리로만 해석되어 적용되는 응집물인 자기입자들의 크기를 결정하는 방법에 대해서만 서술하고 있다.

미국특허 US 5 486 457에서는 세포에 구속된 자기입자의 이동도(Mobility)를 결정하는 과정에 대해 서술하고 있다. 이 기기장치는 자화장(Magnetizing Field)과는 90도 회전된 상태인 약자기장(Weak Magnetic Field;弱磁氣場)하에서의 자기장측정들에 대해 서술한다.

Valbeg(人名)등은 1984년 Vol. 24. pp.513-516의 과학잡지에서, 전형적인 0.7μm 입자크기의 자기 입자들의 회전 하에서의 자기장 측정법을 공개하였다. 여기에서는 락-인 기술(Lock-in Technology)이 측정 감도(Measuring Sensitivity)를 높이기 위해 명백하게 사용되었다. 이 락-인 기술은 측정된 신호가 협소영역방식(Narrow Band Fashion;狹小領域方式)으로 기록되는 일종의 변조과정(Modulation Process;變調科程)이다.

Vol. 48, pp 1529-1536, 1977. Rev. Sci. Instrum.에서 Philo(人名)등에 의한 논문은 체적 자화율(Volume Susceptibilities;體積磁化率)을 SQUID(초전도양자간섭소자)의 기술 도움으로 측정할 수 있다고 발표하였으며, 미래의 기기장치에 유용하게 사용될 고-감도(High-Sensitivity;高感度)측정을 위한 SQUID의 장점들이 구체적으로 언급되어있다.

독일특허 DE 195 03 664.6 과 DE 195 08 772.0은 선행 기술을 가지지 않고, 물질의 자기이완감지(Magnetorelaxometric Detection;磁氣弛緩感知) 또는 잔류자기(Remanence;殘留磁氣)측정을 위한 화합물(Compound)들과 그 방법들에 대해 서술하고 있다. 먼저, 자기이완 감지는 자성감지표식(Detectable Magnetic Marking;磁性感知標識)의 감지물질(Detection of Analytes)로써 강자성(Ferro- , Ferrimagnetic;强磁性) 아교질입자(Colloidal Particle;阿膠質粒子)들을 이용하여, 자화상태(Magnetization)의 이완(Relaxation)을 리간드-수용체 결합에서 측정하며, 이 특성조사는 액체 또는 고체 상태에서 결합-국한(Binding-specific;結合局限)된 물질 감지에 대해 명시하고 있다. 이와 대응하여, 잔류자기측정 [또한, 이하 "결합잔류자기측정"(Binding Remanence)라고도 칭함]은 자성감지 표식의 감지물질로써 안정화(Stable)또는 준안정화(Quasi-stable;準安定化)상태의 강자성 물질을 이용하여, 자화 상태의 잔류자기를 가진 리간드-수용체 결합을 측정한다. 이 특성조사 또한 액체 또는 고체상태에서 결합-국한된 물질 감지에 대해 명시하고 있다. 후자의 두 가지 방법은

1. 시료의 자기이완[자화도의 시간에 따른 감쇄(Decay;減殺)]은 자기장의 전원차단 혹은 자기장 제거 후에 직접 측정되거나,

2. 자기장 하에서 시료의 주파수 의존의 자화도가 측정되거나 혹은

3. 시료의 결합-한정된 잔류자기는 그 다음 자화상태로 측정되어진다.

이를 위해 요구되는 사항들은,

1. 외부 간섭신호[예를 들자면, 전선교란(Power Line Hum;電線攪亂), 지구자기의 요동(Fluctuation;搖動)]을 충분히 억제시키고, 내부 간섭신호 발생을 최대로 가능한 피할 수 있어야 하며.

2. 난해하거나 값비싼 자기차폐(Magnetic Shielding;磁氣遮蔽)를 배제함과 동시에,

3. 간단하고 빠르게 시료교환이 이루어져야 한다.

상기 언급한 새로운 방법들, 즉 시료의 자기적인 특성 측정을 통해 수용체-리간드의 결합에 대해 고 감도로 정량 및 정성 분석을 촉진시킬 수 있는 새로운 기법의 기기장치가 필요하게 되었다.

경제적이며 연속적으로 처리할 적합한 기술이 현재까지 알려져 있지 않았고, 이런 방식의 장비가 없기 때문에 본 발명의 목적은 상기 언급한 기법의 장치를 소개하여, 새로운 형태의 측정을 이루게 하는 것이다

본 발명은 물질의 정량(Quantitative;定量) 및 정성감지(Qualitative Detection;定性感知)를 위한 발명으로써, 특히 생체 시료(Biological Sample)의 수용체-리간드 결합(Receptor Ligand Binding)[세포 외부에 있는 단백질로 구성되어 있는 구조물인 수용체에 결합되는 물질을 "리간드"라 칭하며 이 수용체와 리간드 사이에 존재하는 결합을 "수용체-리간드 결합" 이라고 함, 이하 같음]을 측정하기 위한 것이며 더욱 상세히는 시료가 위치하는 곳에서 자기장(Magnetic Field;磁氣場)을 발생하기 위한 자화장치(Magnetizing Device;磁化裝置) 및 시료의 자기적 특성을 측정하기 위한 감지장치(Detection Device;感知裝置)를 사용하여 물질을 분석하는 기기장치(Apparatus;機器裝置)이다.

본 발명은 도면에 나타나 있으며, 그 요체와 연관하여 더욱 상세하게 서술한다.

도 1은 발명에 따른 장치의 첫 번째 요체로 횡단면으로 자른 개괄도,

도 2는 관련 센서선(Sensor Line)과 동시에 행렬(Matrix)형태로 배열된 복수시료의 공간정렬을 보인 개괄도,

도 3은 발명에 따른 장치의 두 번째 요체 표현을 개괄적으로 자른 것을 보인 단면도,

도 4는 발명에 따른 장치의 세 번째 요체를 대표하는 것의 개괄적인 단면도,

도 5는 발명에 따른 네 번째 장치의 요체를 대표하는 것의 개괄적인 단면도이다.

본 발명에 따른 첫 번째 특징은, 상기 언급된 특성들을 가지고 자기장이 발생되는 자화장치 위치에서의 자화도가 측정 중에 시료 위치에서의 자화도 보다 10배 혹은 선택적으로 1,000배 또는 그 이상 감소 할 수 있도록 자화장치와 감지장치의 공간 배치가 이루어진다는 것이다.

두 번째 본 발명의 특징은 특별히 감지장치가 측정상태에 있을 때, 회로가 미리 예정된 시간 동안에 시료의 위치에 있는 자화장치의 자기장을 점멸(Switch-off;點滅)시킬 수 있게 끔 되어있으며, 특히 감지장치가 측정상태 동안에는 시료를 움직일 수 있게 하는 장치가 있다는 것이다. 이러한 방식으로 시간에 따라 변화하는 자기장 없이도 잔류자기 측정을 할 수 있으며, 신호처리의 평균화(Averaging;平均化) 및 여과(Filtering;濾過)기술을 적용하여, 본 발명의 신호-대-잡음 비율(Signal-to-Noise Ratio)을 근원적으로 향상시킬 수 있다. 아울러, 시료 이송에 대한 단순화(Simplification) 및 자동화(Automatization)는 다량의 시료에 대한 통합측정체계(Entire Measurement System; 統合測定體系)의 자동작동(Automatic Operation;自動作動)과 함께 이루어질 것이다.

비록 시료가 자화된 상태라도, 관련된 기기장치로부터 자화장이 없이 혹은 아주 약한 상태[측정상태]에서 시료의 자기적 특성을 측정하는 것은 중요하다. 이는, 본 발명에 따른 감지장치와 자화장치의 공간적 분리 또는 시간에 따른 측정과정에서 자화과정의 분리를 통해 이루어진다.

상기에 언급한 새로운 방법으로 이루어지는 발명에 따른 고안장치를 사용하면, 비구속 자성표식(Unbound Magnetic Marker;非拘束磁性標識)들과 구속자성표식(Bound Magnetic Marker;拘束磁性標識)들의 측정신호가 명백하게 구분되어 구속 표식과 비구속 표식들을 분리할 필요가 없으며, 또한 시료교환 없이도 결합-동역학(Binding-dynamics;結合動力學)을 연구할 수 있다.

본 발명에 의한 장치를 상기 언급한 방법에 적용하면 복소시료(Complex Sample;複素試料)[복합물질분석(Multianalyte Assay;複合物質分析)]에서 물질의 복수성(Plurality;複數性)에 대한 동시 결정을 가능케 한다.

발명의 첫 번째 특징에 의하면, 측정위치로부터 자화장치의 공간적인 분리는 감지장치에 영향을 주지 않고 매우 큰 자기장 힘을 요구한다. 자성화는 결합과정동안에 이미 시작되며, 시료준비는 측정위치에서 이탈된 곳에서도 가능하다. 예를 들자면 다른 실험실 혹은 다른 도시에서도 가능하다. 영구자석(Permanent Magnet;永久磁石)은 자화과정 동안에 자체에 에너지 공급없이 시료를 자화시키는데 활용된다.

상기에서 언급한 발명의 두 번째 특징에 의하면, 자기장은 시료를 자화시키는데 필요하며, 자기장없이도 측정할 수 있도록 점멸될 수 있어야 한다.

본 발명에 따른 장비의 요체(要諦)는 특별하게 시료의 자화도 측정을 할 수 있는 감지장치에 우선을 두었다는데 있다. 자화도는 이러한 시료들에게는 가장 고 감도로 관측되는 측정량(測定量)이다.

또 다른 요체는 감지장치가 시료에 있는 물질의 결합잔류자기를 측정할 수 있는 장치를 가지고 있어 편리하다는 것이다. 결합잔류자기의 측정은 복합물질분석을 활성화시키며, 또한 시료준비는 측정되는 위치에서 벗어나서 할 수 있다. 예를 들어 다른 실험실이나 다른 도시에서도 가능하다. 이러한 형태의 측정은 고 감도로 가능하며, 시료준비와 측정절차가 상대적으로 간단하다. 결합잔류자기의 측정은 생체물질연구(Vivo Investigation)에도 응용될 수 있다.

생체물질에 적용은 본 발명이 자기이완 감지를 위한 감지장치를 포함한다는 점에서 이 장비의 중요한 요체가 될 수 있다.

본 장비는 예를 들자면, 고 배율 분해능(High Time Resolution;高倍率分解能)으로 시료의 반응역학(Reaction Dynamics;反應力學)연구를 위해 필요한 순간 측정 상태를 가능케 한다.

SQUID가 현재까지 알려진 가장 민감한 자기장 감지장치이기 때문에,본 장비는 최소한 한 개의 SQUID감지기의 일부분으로 포함되어 감지장치에 내재하고 있다.

추가적인 요체로써, 감지장치는 자기장 감지기 부품으로 최소한 한 개의 유도코일(Induction Coil)을 가지고 있다. 이런 형태의 유도코일은 간단하게, 경제적으로 만들 수 있으며 고주파(High Frequency;高周波)영역에서 상대적으로 민감하다.

세 번째 본 발명의 특징은, 감지장치가 측정상태에 있는 동안에 시료위치에 있는 자화장치의 자기장을 점멸할 수 있는 전기회로가 있으며, 특히 자화장치에서 자기장 발생을 점등(點燈) 및 점멸(點滅)키위한 첫 번째 장치뿐만 아니라, 감지장치를 점등 및 점멸시킬 수 있는 두 번째 장치가 있도록 된다.

본 발명의 요체에 대한 첫 번째 활용은, 첫 번째와 두 번째 장치가 각각 독립적으로 전원단속(電源斷續)이 이루어지며, 이런 방식으로의 측정은 자기장 차단 후 또는 적당한 시간 경과 후에 시작된다.

상기 요체의 추가적인 활용을 통해, 첫 번째 장치는 두 번째 장치에 대하여 정해진 시간-상호관계(Time-correlation)에 의해 단속(斷續;Switch)되어 질 수 있다. 이러한 요체로 적절한 연결시간 선택은 짧은 시간상수(Time Constant)를 가지는 필터링-추출(Filtering-Out;濾過抽出)과정을 거쳐, 선택적인 신호검출을 이루게 할 수 있다. 측정장치에 전원공급을 가능한 빨리 함으로써 이완측정(Relaxation Measurement)시 신호 대 잡음의 비율을 추가적으로 개선시킬 수 있게 한다.

후자에 언급된 세 가지 발명의 요체에 대한 활용으로 첫 번째 장비가 자화 장치로부터 생성된 자기장에 예정된 진폭(Amplitude;振幅)과 극성(Polarity;極性)들을 발생시킨다. 이러한 방식으로 시료는 특별한 방식으로 자화되어, 복수주기(Plurality of Period;複數週期)들에 걸친 시간 평균화 처리에 의해 신호 대 잡음 비율이 향상된다. 이는 초퍼작동(Chopper Operation)[광 전류를 변화시키는 장치원리를 의미함]에 의해 이루어질 수 있으며, 이러한 요체는 복합물질분석 들에 적합하다.

추후 요체에 대한 활용을 통해, 첫 번째 장치를 자화 장치로부터 생성된 자기장에 예정된 시간변화(Time Varying) 진폭과 극성들을 발생시킬 수 있다. 이러한 방식은 시료의 공간적인 이동 없이도 잔류자기를 측정 가능케 한다. 결합 잔류자기를 측정하는 원리는 생체물질측정의 경우에도 응용이 될 수 있으며, 추가적으로 복합물질분석이 가능하다. 일정(Constant;一定)하고 정상상태(Stationary;停象狀態)의 간섭장(Interfering Field;干涉場)은 아주 쉽게 보정될 수 있다. 또한 신호 대 잡음 비율이 비교 측정과 평균화 과정을 통해 더욱 더 향상될 수 있다. 자화도 곡선(The Magnetization Curve)측정은 이 고안으로 가능하며, 최종적으로, SQUID장치가 영구적으로 부가자기장(Applied Magnetic Field;附加磁氣場)그 자체가 측정이 되는 FLL[Flux Lock Loop(유속고정폐회로;流速固定閉回路)]방식으로 작동 가능하게 되었으며, 이에 대해서는 아래에 더욱 상세하게 서술한다.

본 발명에 의한 장비의 요체는 간섭 신호의 전기억압(Electronic Suppression;電氣抑壓)을 위한 장치를 특별히 우선하여 제작하였다. 이러한 방식으로 신호 대 간섭 비율이 아주 향상되었으며, 비-차단(Non-shield;非遮斷)측정이 가능하게 되었다. 그러므로 복잡하고 값비싼 자기차폐는 제거되었고, 이러한 종류의 장치는 어떠한 여건에도 실질적으로 사용 가능하게 되었으며, 아울러 그 측정결과는 장소에 무관하게 되었다.

본 요체에 대한 활용으로, 간섭 신호의 전기억압 장치는 적합여과(Adaptive Filtering;適合濾過)장치를 포함하고 있다. 이러한 것은 간섭신호를 능동적으로 억압하여 신호 대 잡음 비율을 더욱 좋게 하며, 여기신호(Excitation Signal;勵起信號)에 대한 조절은 감지감도(Detection Sensitivity)를 높일 수 있게 되어있다.

또한 본 발명에 따른 장치의 요체는 특별히 간섭장들을 측정하기 위한 장치와 감지장치에 의해 측정되는 신호의 보상 그리고/또는 자화장치에 의해 생성되는 자기장 보상을 위해 연결되는 장치로 이루어진다. 간섭장이 존재하는 방향에 대한 인식은 본질적으로 기기장치의 더 좋은 균형을 가져온다. 아울러, SQUID 감지기의 신호변화 속도도 향상될 수 있으며, 여기 자기장의 균질성(Homogeneity;均質性)을 검사할 수 있다.

상기 서술된 발명에 의한 장치의 요체는 특히 결합 잔류자기 측정 또는 자기 이완 감지를 독특하게, 사람 또는 실험 동물의 생체물질 측정에 적합하게 되어있다.

추가적으로 본 발명의 장점들이 도면과 명세서로부터 추론해낼 수 있으며, 상기 언급된 내용과 더불어 아래에서 서술되는 것은 본 발명의 임의적인 조합에 따라 개별적 또는 공동적으로 응용될 수 있다. 상기한 요체들은, 본 발명의 실시를 위한 예시적인 특성을 가지고 있다고 본다.

하기의 감지기들이 자기표식성 구조-한정(Structure-specific)물질의 결합에 의해 발생된 자기장 측정을 위하여 사용된다.

1. SQUID [고온 및 저온 겸용]

2. 유도코일(자기테이프에 사용되는 자기헤드로부터 유추되어진 자기 핵심(Magnetic Core;磁氣核心)을 가진 조합으로 가능)

3. 유속출입감지기(Flux Gate Sensor)들

4. 자기저항(Magnetoresistive)저항기들 특히 GMR[GradioMeteR(구배측정기,勾配測定機; 포텐셜장(중력 및 자력)의 구배를 측정하는 기기로써, 두 개의 자력계(중력계)를 수직 혹은 수평적으로 일정한 거리를 두고 배열하여 두 측정값의 차를 거리로 나누면 자기(중력)장의 수직 혹은 수평 구배가 된다.]

자기장 감지기는 매우 미세한 에너지 분해능(Energy Resolution)으로 용해(Solution;溶解)속에 구속물질(Bound Analytes;拘束物質)의 최소양도 감지할 수 있으며, 이는 SQUID들에 의해 이루어질 수 있다. 이러한 형태의 SQUID는 특정한 경계조건(Boundary Condition;境界條件)들 하에서 상대적으로 큰 자기장과 함께 작동되며, 관련된 초전도 장(Superconducting Field;超傳導場) 감지코일(Detection Coil)들로도 사용되는 유연성(Flexibility;柔軟性)을 가진 감지기가 적합하다. 만일 적절하다면, 이러한 것들은 다른 감지기에 의해 대치될 수 있다.

본 발명에 따르는 연관된 문제를 해결하기 위해 우선되는 기기장치는 자기이완과 잔류자기측정을 위해 동일한 감지기 형상이 사용되는 것이다. 측정방법의 구체적인 차이는 근본적으로 시료의 자화 방법과 감지기의 작동모드에 관련되어 있다. 예를 들어, 그림1은 본 발명에 따른 한 개의 가능한 기기장치 구성을 개괄적으로 나타내고 있다.

SQUID는 폐쇄회로 조절기능(FLL-기능)에서 작동 가능하기 때문에, 도1에서 전기회로 1은 다음부터는 "FLL-전자공학" 라고 명칭한다. 진공컨넥터(Vacuum Connector)2, 조절기(Baffles)3, 듀어뚜껑(Dewar Lid)4, 과흐름콘넥터(Overflow Connector)5, 센서지지대(Sensor Mount)6, 자기차폐된 SQUID보관통7, 기준구배측정(Reference Gradiometer)을 위한 자기장기록코일8, 벡터자력계(Vector Magnetometer)9, 구배측정(Gradiometer)센서를 위한 자기장 기록코일10, 여기코일11, 이동 가능한 보상코일(Compensation Coil)13과 시료12를 나타낸다.

한 개 또는 여러 개의 SQUID71은 센서로 사용된다. 그들의 작동원리에 의해, 그 센서들은 초전도 상태로 만드는 냉각액체가 담겨있는[액화질소(LN₂)혹은 액화헬륨(LHe)]저온장치(Cryostat)14 안에서만 작동 가능하다. 선택적으로, 요체에는 나타나있지는 않지만, 저온화는 냉각장치에 의해 이루어진다. 시료들이 일반적으로 액체형태로 존재하기 때문에, SQUID와 시료 사이에는 열적 차단(Thermal Insulation)이 요구되며, 가장 간단한 형태가 도1에 보여지듯이 저온장치의 벽을 이용하여 만들 수 있다.

시료 내 분석물과 구배측정(Gradiometer)센서의 자기장 측정기록장치의 가장 좋은 자기결속(Magnetic Coupling;磁氣結束)을 보장하기 위해 그들 사이의 간격을 최소화시켜야만 한다. 그 간격은 기록 코일의 유효반경 (Effective Diameter; 有效半徑) 보다 반듯이 작아야만 한다.

광학적 수단인 레이저를 사용하여 액체시료가 응고되는 것을 방지하기 위해 적당히 가열시킬 수가 있게 끔 되어있다.

보통의 전도성(Conducting;傳導性) 여기코일11은 저온장치14의 외부에 위치하여, 통상적으로 시료12를 자화시키는 데 사용된다. 초전도성 혹은 보통의 전도성코일은 그 저온장치 통 내에서도 사용되어진다. 상기에 언급한 새로운 측정과정I 과 III [자기이완 측정 및 시간에 무관한 잔류자기측정]에서, 시료는 측정과정 중에서 반드시 거의 자기장이 없는 공간에 위치해야 한다. 이는 다음부터 상세하게 서술할 보정측정에 의해 이루어진다. 유속출입감지기(Flux Gate Sensor) 혹은 이동가능 자기장기록코일은 시료주위에서 자기장의 절대크기를 결정하는 기준센서(Reference Sensor)로써 사용되어지며, 적절한 위치-상관(Site-Dependent) 보정코일(Compensation Coil)들 13은 동일하게 보정할 수 있다 [간섭장의 보정].

방법 II에서는[주파수-상관된 시료의 자화도 측정], 주파수가 변화하는 교류자기장(Alternating Magnetic Field)에 시료를 노출시킨다. 여기장(勵起場)은 반드시 측정코자하는 공간 부근에서는 균일한 장(Field;場)을 이루고 있어야 한다.

측정된 신호는 자기장 기록코일[안테나]에 의해 SQUID 감지기로 합성이 된다. 안테나의 형상은 이점이 많은 평면 구배측정기(Planar Gradiometer)형태로 가능한 한 기하구조가 유사한 두개의 상호 보정작용을 하는 자기장코일을 가지고 있으며, 그 코일들은 직렬 또는 병렬로 연결될 수 있다. 시료는 코일들 중 한 개에 둘러 싸여져 있거나 또는 도1에 보여지듯이 바로 밑 부분에 위치해야 한다. 시료의 측정부위와 안테나 코일과의 최소거리간격은 고 감도측정을 하기 위해 필요하며, 저온장치 벽의 두께를 최소화함으로써 고 감도 측정을 할 수 있다. 저온장치의 벽두께는 기본적으로 시료영역에서 멀어지면 두꺼워진다. 형상에 따라 결정이 되는 구배측정센서 10의 잔여값(Balance)[두개-코일의 유효표면적(Effective Surface;有效表面的)에 대한 수직(Directed;垂直) 유효표면적의 편차(Deviation;偏差)]과 자화장의 대칭성(Symmetry;對稱性)은 필수적으로 중요하며, 여기코일 11과 동시에 제어, 작동되는 추가 보상코일 13을 사용하여 보정장의 내부결속(Coupling-in)을 통해 이 값이 개선되어질 수 있다. 자화장에서 구배측정기 센서10의 보상은 컴퓨터로 제어되는 전압계(Potentiometer;電壓計)에 의해 이루어지거나 혹은 영구히 정렬이 된다. 시료없이 보정을 한다면, 여기코일은 SQUID측정에서 최소한의 신호를 얻을 때까지 보상코일13을 통해 가는 전류 또는 교류전류를 우선적으로 공급함으로써 조절한다. 시료측정은 이러한 형상으로 유지되며, 위상보정(Phase Correction;位相補正)이 필요하다면 반드시 행해진다.

이러한 측정들은, 안테나 코일형상의 부정확성 및 기록코일의 측정신호에 대한 자기장의 비대칭성 들에 대해 최대 억압을 유발시켜 측정신호들이 거의 시간에 변화하는 자화장과는 무관하게 된다. 측정 과정에서 예기치 못한 균형 이동 혹은 보정이 충분히 정확치 않다면, 이러한 착오들은 구배측정센서10의 다른 코일 아래에서 시료12의 위치 선정에 의해 보정이 된다. 자화도의 세기측정을 유지하기 위해, 어떠한 경우에는 이러한 방법이 장점이 되지만 모든 경우에 대해 구배측정기 센서 10의 균형을 이루게 하지는 못한다.

이러한 현상은 아래사항을 촉진시킨다.

1. 강 교류자기장 내에서 시료의 미세 주파수 의존된 자화도의 측정.

2. 자기장 자체소멸이 측정되는 신호와 무관하기 때문에, 자기장 차단 직후 시료의 자기이완 측정

SQUID-센서[조셉슨접합(Josephson Contacts); 초전도체가 얇은 절연막을 끼운 구조]71을 고려할 때는 그들 자체가 자기장에 의존되어 있으며, 조절 불가능하게 과다히 큰 자기장일 경우에는 그 작동점이 이동할 수 있다. 그럼에도 불구하고 연속측정동작 혹은 FLL-전자공학(Flux Lock Loop - Electronics)1의 급속추적(Rapid tracking)을 보장하기 위해서 SQUID는 자기장 기록코일로부터 공간적으로 도1에 제안되어 나타나 있다.

이러한 목적으로 SQUID는 자화장 방향에 수직으로 초전도 보호가된 상자(Container)7 안에서 일정거리에 위치한다. 자기장 기록코일과 SQUID의 연결은 이 또한 자기적으로 차폐되어있는 꼬여진 초전도체 도선으로 되어있다[모세관선(Lead Capillaries;毛細管線)]. 추가적으로 "비자화 코일(Demagnetizing Coil)"은 여기장 부분에 의한 전기흐름이 존재하는 SQUID의 초전도차폐(SQUID 상자7)를 위치시키는데 응용이 된다. 이것의 동일한 목적은 차폐부위 주위에서 자기장의 세기를 감소시키고 자화에 의한 탈선장(The Stray Field;脫線場)을 감소시키는 것이다. 초전도 차폐와 비자화 코일은 자기장의 기록코일과 시료위치에서 자기장 왜곡(Distortion;歪曲)을 최소화 시키는 방향으로 배치가 되어야 한다.

측정장치의 최고 자기장 분해능으로 측정된 자기장과 출력되는 양 사이에서 선형 의존성(Linear Dependency;線型依存性)을 가지기 위해 SQUID는 상기에서 이미 언급하였듯이, 폐쇄조절회로[FLL-전자공학1]로 작동이 되어야 한다. 이러한 목적으로, SQUID는 제로-자기장 감지기로써 응용이 될 수 있다. SQUID에 의해 측정된 제로 자기장에서 각각의 편차는 자기장-기록코일에서 발생되는 보정장(Compensation Field;補整場을) 통하여 대응되는 FLL-전자공학1에 의해 역으로 결합된다. 이 신호는 우선적으로 적당한 자기장 기록 코일과 직렬로 연결된 결합코일(Coupling Coil)을 통해 차폐(Shield) 속으로 들어간다. 이러한 방법은 전자회로의 조절영역 내에서 자기장 왜곡을 최소화한다.

차폐 속에 자기 분리된 공간 도입은 SQUID속으로 역 결합(Opposite Coupling;逆結合)되는 신호 혼선을 방지할 수 있다. FLL-방식에서 자기기록 코일10의 조절 영역을 증가시키기 위해 SQUID 내부에서, 한 개 또는 그 이상의 양자유속(Flux Quanta;量子流速)을 조절한 후, 통합기(Integrator;統合機)를 재 설정하여 SQUID속으로 양자유속 결합을 유도할수 있다는 편리한 점이 있다. 이로 인해 발생되는 양자 유속의 급증은 반드시 조절기의 출력 크기 분석을 위해 관측되어야 한다. 이러한 방식으로 SQUID 조절장치의 동적 범위(Dynamic Range)가 근본적으로 증가하게 된다. 아울러, 높은 단위수치가 계수기(Counter;計數器)에 기록되기 때문에, 이러한 방식으로 분석시 A/D (Analogue/Digital) 변환기 동적 범위가 상대적으로 작게 유지될 수 있다.

고 비용과 고 난도의 자기차폐장치가 필요없는 측정장치를 만들기 위해, 주위의 간섭장[즉, 전원선의 잡음(Power Line Hum) 및 지자기장(Earth's Magnetic Field;地磁氣場)]은 반드시 자기장 기록코일10의 위치에서 반드시 상쇄되어야만 한다. 이를 위해 기준 구배측정기8은 처음부터 일정한 거리에서 사용이 되며, 여기장에 대해 대응되는 대칭성을 가지고 위치한다. 두 개의 구배측정기 8과 10의 출력전압을 FLL-전자공학1 이후에 차감시킴으로써 높은 차수의 전자구배측정기(電子句配測定機)가 된다. 이렇게 사전 처리된 신호는 적절하게 컴퓨터-조절 기준치 보정(Offset Compensation)을 거친 후 A/D변환기로 들어 가게된다. 이러한 방식으로 필요한 A/D변환기의 동적영역이 감소된다. 특수한 여과기연산법(Filter Algorithms;濾過器演算法)[시차 지연보상, 필터최적화, 주파수 영역통과 정정 등]의 사용을 통한 추가 간섭신호의 억압을 가져오게 하기위해, 기준 구배측정기8의 출력신호는 두 번째로 대응되는 자료기록 체널을 통해 디지털화될 수 있다.

SQUID 및 도선의 전기적인 보호 피막(Shield)는 이점이 많이 있다(RF-보호피막). 대부분의 경우 저온장치의 초절연(Superinsulation;超絶緣)은 충분한 보호 피막를 제공한다. 간섭 자기장의 방향은 벡터 자력계9의 도움으로 측정할 수 있으며, 간섭장을 효과적으로 억압할 수 있다. 추가적으로, 주위에 둘러싸인 자기 물질의 자화에 의해 생성된 모든 간섭은 장치제작에 쓰이는 적합한 재료선택에 의해 피할 수 있으며, 적절히 보정 측정하여 분석시에 적용시킨다.

특별하게, 본 기기장치는 복수 시료에 대해 측정이 가능하다. 그림2 에서 보여진 것처럼 시료행렬15의 형태로 배치되며, 다중체널(Multichannel)측정계를 이용하여 동시에 조사할 수 있다. 이를 위한 센서배열은 한 평면상에 놓인다(즉 센서선16 혹은 배열의 형태). 이러한 측정 형상구조는 공간 배치된 물질측정에 적합하며, 특히 생체시료 측정에 유리하다.

자화이완 측정을 통해 물질을 감지하기 위해, 시료 체적부에 자기장의 급속변화가 반드시 있어야 하며, 자기장 변화가 급할수록 측정된 이완시간은 짧아진다.

측정과정은 다음과 같다.

1) 여기코일11로 부터 자화 자기장 발생. 시료12는 자기장내에서 센서구배측정기 10의 자기장 코일들 중 어떤 것 아래에 위치한다.

2)자기장-소멸 그리고 FLL-조절 전자공학1의 출력에서 나타나는 신호의 측정. SQUID가 전체과정에 걸쳐 FLL-방식에서 작동되어질 때 유용하며, 센서 구배측정기10에서 자기장 변화의 속도가 FLL-전자공학에서 신호출력의 변화속도 보다도 클때는 자기장을 소멸시킨 잠시 후에 조절회로가 일차적으로 차단된다. 이것은 조절영역에 이를 때까지 자동적으로 행하여진다.

3) SQUID 출력신호의 시간 의존은 컴퓨터에 의해 분석이 된다.

4) 순간적인 과정의 소멸 이후에, 1)과2)의 절차는 평균값을 얻기위해 반복되며, 반대 극성 자기장을 이용하여 반복적으로 수행이 된다.

5) 만약 적절하다면, 다른 구배측정기10 자기장 코일 아래에서 추가적인 측정이 이루어지며,

6) 다음 시료가 자동적으로 위치하여, 센서 구배측정 자기장 기록코일 하부에서 측정이 된다.

7) 시료를 각각 평면 구배측정 자기장코일들 아래에 위치시켜, 두개의 시료를 동시 비교측정을 할 수 있다.

측정전에 사전 보정과정(Calibration Cycle)을 행하는 것이 적절하다. 이를위한 측정과정은 측정시료 없이 또는 관련된 보정시료(Calibrating Sample)를 가지고 이루어진다. 기준측정(Reference Measurement)결과는 측정시료에 대한 정정시에 이용이 된다.

결합잔류자기의 측정은 상기에서 서술하였던 장치로 물질의 잔류자화도를 측정함으로써 또는 이와 유사한 방법으로 이루어질 수 있다. 한가지 가능한 측정과정을 아래에 서술한다.

a) 시료가 센서 구배측정 자기장 기록코일중 한 개 아래 혹은 그 내부에 위치하게되어 자기장의 진폭 변화를 가능케하고 또는 반대 방향으로 주기적[저주파수에서]으로 자화된다. 감쇄형태(Ramp-Shaped;減殺形態)의 시간의존성을 가진 자화도는 유리하다. [장점: FLL-MODE의 전체과정에서 센서 구배측정기가 동작이되며, FLL-전자공학의 최대신호변화속도를 초과하지 않는다). 시료가 여기장에 노출되지 않는 동안에는 자화상태 사이에서 정지상태가 유지된다.

b) 본 FLL-전자공학은 전 측정과정에서 조절모드(Regulation Mode)에 있게 된다. 간섭순간들은 고속기준 측정기에 의해 근원적으로 측정되어 센서 구배측정기로 직접적으로 결속된다.

c) 구배 센서측정기의 미세한 비동조(Detuning;非同調)는 자기진폭 측정을 동시에 가능케 한다.

d) 시료에 의해 발생된 잔류자기의 잔류장(Residual Field;殘留場)은 자화장의 정지상태 중에 측정된다.

서술된 여기 자기장의 역전(Revesal;逆轉)은 간섭자기장 표류과정(Drift Process;漂流過程)에 대해 보정을 촉진시킨다. 시료는 신호 대 잡음 비율 [진동(Vibration), 회전(Rotation), 초음파(Ultrasound;超音波), 수파(Hydraulic;水波), 뚜껑문(Trap Door)등]을 개선하기 위해 이동할 수 있으며, 이는 비자기장 운송 연결장치와 선형 모타(Linear Motor)등에 의해 이루어 질 수 있다. 이 장치를 만드는데 있어서, 측정값을 오류로 만들 수 있는 모든 강자기성 불순물을 피 할 수 있어야 한다.

측정공간에서 시료 자화를 대신하여 그림3에서 보여지듯이, 감지장치로부터 공간 분리되어 자화가 이루어질 수 있다. 이런 경우 시료 12는 여기코일 11안에 자화되는 동일한 위치인 자화장치의 위치로부터 컨베이어 벨트17이 이용되는 방식에 의해 측정위치까지 이송이 된다. 이 장치원리(Mechanism)는 시료12의 교환에도 동시에 사용되어지며, 아울러 상기 원리는 자기장 기록 코일위치에서 시료에 발생된 자기장의 변조(Modulation;變調)를 생성해 낼 수 있다.

간섭장에 대한 추가 억압 방법이 다음과 같이 사용될 수 있습니다. 세 개의 상호수직인 SQUID 자력계(SQUID Magnetometer)들의 육면체의 각 측면에 위치하여 FLL모드에서 작동되는 세축백터자력계(Triaxial Vector Magnetometer)9 또는 백터 구배측정기(Vector Gradiometer)는 기준신호를 생성하는데 사용할 수 있다.

간섭억압은 구배측정기 출력신호로부터 적절히 안배된 기준신호를 차감함으로써 이루어질 수 있으며, 이것은 두 가지 과정으로 이루어진다. 측정된 백터자력계9의 출력신호에 대한 수동보상 및 센서구배측정기10은 다음 단계인 A/D변환과 컴퓨터처리 과정을 위해 측정된 신호의 동적 범위를 감소시킨다. 두 번째 단계는 백터자력계9의 각각 신호들은 적절한 처리방법에 의해 측정된 신호의 최대 간섭을 억제하려는 방향으로 처리되어 결합된다. 이것은 신호들 사이에서 존재하는 상호연관성(Correlation;相互聯關性)을 인식하는 적절한 최적 필터들에 의해 이루어질 수 있다.

적절한 기준치 보정(Offset Compensation)은 A/D변환기 앞에서 각 신호에 제공이 되며, 변환기의 동적 범위를 최적화 시키는 데 필요하다. 백터자력기9가 작은 SQUID-자기저항(Inductance;磁氣抵抗)을 가지며 순간적인 간섭을 보정 및 조절하기 위해 FLL-모드에서 수 MHz범위의 조절 밴드 폭(Band Width)들을 가지게된다.

상기에 서술된 기기장치 이외에 다른 방법으로, 그림4에 보여지듯이 구속된 잔류자기입자들이 적절히 준비된 컨베이어17 위에서 자기장센서20[자기 테이프원리와 유사함]를 지나감으로써 측정이 되며, 벨트17이 항원(Antigen)18을 준비하여 잔류입자들로 표식되어 항체(Antibody)를 담고있는 욕조19를 통과하여 연속적으로 적당한 여기코일 11에 의해 자화되어 자기감지센서20으로 들어간다. 항원18을 가진 밸트17 박막에 주기적으로 적절히 배치되어 정의된 주기성(Periodicity;週期性), 즉 구속된 잔류자기 입자와 자유 영역들이 교차 변화되는 영역 구조를 밝히는데 유리하다.

연속적인 박막처리(Coating;薄膜處理)에 의해 이루어진 벨트17이 만일 구속 잔류자기 입자에 의해 준비되어 변화하는 자기장에 통과할 때 상기효과가 이루어진다[자기 테이프기술과 유사]. 상기의 언급된 두 개의 절차는 자기필드센서20에서 알려진 주파수와 결합의존진폭(Binding-Dependent Amplitude;結合依存振幅)의 신호로 나타나며, Lock-in측정 기술에 의해 유익하게 측정이 된다. 상기 기술은 테이프 레코더 그것과 유사하게 사용될 수 있다.

자기물질의 복소주파수-의존(Complex Frequency-Dependent)특성을 측정하기 위한 측정장비는 그림1에서 기술하였듯이 약간 변형되어 응용될 수 있다.

센서 구배측정기의 자기기록코일의 위치에서 균일 자기장을 생성시키는 자화장치는 편리합니다. 균일 자기장은 Helmholtz-코일형상21과 함께 자기장 기록코일이 최소 자기감도의 방향으로 설정이 됩니다. 상기에 서술된 보정 방법에 유추하여, 센서 구배측정기는 여기 자기장의 최소감도를 측정하기 위해 조절이 된다.

자화 장치는 가변주파수의(여기코일에서 발생한 자기장의 스킨효과와 주파수 의존되는 분산을 고려함)교류전류에 의해 전원 공급이 된다. 자기장센서에 의해 측정된 시간의존성 자화도는 측정된 여기 자기장 힘 H와 밀접한 관계 하에서 락-인Lock-in기술에 의해 분석이 된다. 이러한 방식으로 시료의 자화도M의 위상과 크기는 관련된 여기주파수에 따라 결정이 된다. 비구속 물질의 기준 측정과의 비교는 물질결합의 측정시 높은 감도를 가져온다.

끝으로 그림 5에 나타난 장치의 조합은 방법 I, II, III을 각각 이용하여 물질결합을 측정하는데 사용될 수 있다. Helmholtz코일 21은 추가적인 자화 감수도(Susceptibility;磁化感受度)측정에 사용되며, 이러한 종류의 장치는 액체 또는 고체상테의 물질을 자기이완측정, 결합 잔류자기측정 및 주파수의존 자기물의 복소(Complex)자기특성을 측정함으로 물질의 고체 또는 액체상태에서의 정량적인 분석을 가능케 한다.

본 발명에 따른 상기 서술된 장치의 요체는 특별하게 결합 잔류자기 측정 또는/그리고 자기이완 감지를 인체 또는 동물의 생체물질 측정에 적합하게끔 특별히 고안 설계되어 있어 생체물질에서 발생되는 자기장 및 자기적 특성을 이용한 물질분석에 아주 간편화된 방식으로 사용되어 질 것이다.

추가적으로, 본 발명은 시료 이송의 단순화 및 자동화를 통해 대량 시료에 대한 통합측정체계로 자동작동을 이루어 내어 본 발명이 산업 현장에서 적극적으로 이용될수 있도록 그 가능성을 극대화시켰다고 할 수 있다.

Claims

분석물질의 정량 및 정성분석을 위한 장치를구성함에 있어서, 특히 생체시료의 수용체 리간드 결합을 시료가 위치한 곳에 자기장 발생을 위한 자화장치 및 시료의 자기적 특성을 측정하는 감지장치를 사용하여 분석토록 하고,

측정과정 중에 자화장치에서 자화도가 시료에서 측정되는 자화도에 비해 10배 감소될 수 있도록, 상대적으로 감지장치(71,8,9,10;16;20)와 자화장치(11',11'')의 공간배치가 이루워지게 함을 특징으로 하는 물질의 고 감도 자기 감지를 위한 기기장치.
제 1 항에 있어서,

상기 기기장치는 자기장이 1,000배 또는 그 이상 감소하도록 함을 특징으로 하는 물질의 고 감도 자기 감지를 위한 기기장치.
선행된 청구항 중 하나의 항에 의해,

감지장치(71,8,9,10;16;20)가 측정상태에 있는 동안에 시료(12)가 움직일 수 있도록 하는 장치(17;17')를 가지는 것을 특징으로 하는 물질의 고 감도 자기 감지를 위한 기기장치.
분석물질의 정량 및 정성분석을 위한 장치를 구성함에 있어서, 특히 생체시료의 수용체-리간드 결합을 시료가 위치한 곳에 자기장 발생을 위한 자화장치 및 시료의 자기적 특성을 측정하는 감지장치를 사용하여 분석하고, 예정된 시간 간격대에 걸친 측정함에 있어, 우선적으로 감지장치(71,8,9,10 ;16;20)가 측정상태에 있는 동안에 시료가 위치한 자화장치의 자기장을 소멸시키는데 사용되는 단속회로를 두도록 하며, 또한 감지장치가 측정상태에 있는 동안 시료를 이동할 수 있는 장치가 구비됨을 특징으로 하는 물질의 고 감도 자기 감지를 위한 기기장치.
물질의 정량 및 정성감지를 위한 장치를 구성함에 있어서, 생체시료의 수용체-리간드 결합을 측정하는데 있어, 시료가 위치하는 곳에 자기장 발생을 위한 자화장치와 시료의 자기적 특성을 측정하는 감지장치를 사용하여 분석하고,

또한 예정된 시간 간격 대에 걸친 측정을 함에 있어, 감지장치(71,8,9,10 ;16)가 측정상태에 있는 동안에 시료가 위치한 자화장치의 자기장을 소멸시키는데 사용되는 단속장치를 가지며. 단속장치는 자화장치(11)에서 생성되는 자기장을 점등 및 점멸 시킬 수 있는 감지장치(71,8,9,10,;16)를 구비토록 함을 특징으로 하는 물질의 고 감도 자기 감지를 위한 기기장치.
선행된 청구항에 의해, 감지장치에는 시료의 자화도를 측정하는 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 분석물의 최고감도 자기측정을 위한 기기장치.
선행된 청구항에 의해, 감지장치는 분석물질의 결합 잔류자기를 측정하는 장치로 구성되는 것을 특징으로 하는 물질의 고 감도 자기 감지를 위한 기기장치.
청구항 4에서 6까지에 의해, 감지장치가 자기이완계수 측정을 포함하는 것을 특징으로 물질의 고 감도 자기 감지를 위한 기기장치.
선행된 청구항에 의해, 감지장치는 최소한 1개의 양자초전도 간섭계(71)를 자기장감지 센서의 부품으로 포함한다는 것을 특징으로 하는 물질의 고 감도 자기 감지를 위한 기기장치.
선행된 청구항에 의해 감지장치는 최소한 1개의 유도코일(20)을 자기장 감지센서의 부품으로써 포함함을 특징으로 하는 물질의 고 감도 자기 감지를 위한 기기장치.
청구항 5에서 10까지에 의해, 첫 번째 장치와 두 번째 장치가 서로 독립적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 물질의 고 감도 자기 감지를 위한 기기장치.
청구항 5에서 10까지에 의해, 첫 번째 장치는 두 번째 장치에 대하여, 예정된 상호시간으로 단속(斷續)이 될 수 있는 것을 특징으로 하는 물질의 고 감도 자기 감지를 위한 기기장치.
청구항 5에서 10까지에 의해, 첫 번째 장치는 자화장치에 예정된 자기장의 진폭과 극성을 만들 수 있게 함을 특징으로 하는 물질의 고 감도 자기 감지를 위한 기기장치.
청구항 13에 의해, 첫 번째 장치는 자화장치에 예정된 진폭시간 의존과 예정된 극성시간 의존이 이루어지게 함을 특징으로 하는 물질의 고 감도 자기 감지를 위한 기기장치.
선행된 청구항에 의해, 간섭신호의 전기적 억제를 위한 장치를 특징으로 하는 물질의 고 감도 자기 감지를 위한 기기장치.
청구항 15에 의해, 간섭신호의 전기적 억제를 위한 장치로 적합한 여과기 장치를 구성함을 특징으로 하는 물질의 고 감도 자기 감지를 위한 기기장치.
선행된 청구항에 의해, 장치(9)는 감지장치에 의해 관측된 신호의 적절한 보정을 위해 그로부터 연결되는 장치와 함께 간섭장의 벡터측정을 제공하는 것을 특징으로 하는 물질의 고 감도 자기 감지를 위한 기기장치 .
선행된 청구항에 의해, 특히 청구항 7 또는 8에 의해, 생체물질 측정에 적합한 장치를 특징으로 하는 물질의 고 감도 자기 감지를 위한 기기장치.