【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光泵磁力仪，尤其涉及活体药物代谢追踪测量的多通道serf原子磁力仪装置及方法。
技术介绍
1、自从人类开始使用药物治疗疾病，药物的体内代谢过程就一直是焦点问题，药物代谢研究不仅能够预测药物在人体内的吸收、分布、生物转化情况，还能了解药效、副作用、耐药性、安全性等情况，从而提高其疗效，降低药物副作用，因此，药物代谢研究是药学领域中一个非常重要的研究方向。目前药物代谢检测方法学主要分微生物学检测法、理化分析方法和免疫分析法等，但其无法进行生物体内实时监测，且具有操作复杂，耗时长，敏感度低，稳定性差等缺点。
2、磁性纳米粒子是近年来发展迅速且极具应用价值的新型材料，在免疫分析、磁性药物靶向、肿瘤热疗、核磁共振成像等方面有诸多应用。以铁、钴、镍等金属及其氧化物为基础的磁性材料在非常小的尺度上时，会显示出与大块材料不同的特性，如尺寸小于单畴极限的fe3o4粒子会在在室温下表现出超顺磁性，使其易于进行富集和分离，或进行定向移动定位，具备良好的生物兼容性。此外，磁性纳米粒子还具有良好的生物适应性、生物降解性和磁导性等特殊性质，在制备过程中可以将大小控制在几纳米，这与细胞、蛋白质、基因等的尺寸相类似，可以将磁性纳米粒子与药物分子进行结合，对自身不带磁性的药物分子进行标记和定位。药物与磁性纳米粒子结合后，注射入生物体内，磁性纳米粒子可实现对药物的磁标记，进而实现探测药物的移动与代谢。利用外磁场将载药磁性纳米粒子极化，关闭磁场磁粒子退极化过程可由原子磁力仪捕获，通过测量到的磁弛豫曲线，可分析得到载药磁性纳米粒子在生物体内的
3、基于无自旋交换弛豫换(serf)的原子磁力仪具有很高的灵敏度，且易于小型化，非常适用于弱磁场的测量。多通道serf原子磁力仪可以通过对光束光斑整形，使用阵列式探测器扩展通道数，实现对样品的实时多点精准探测，对细胞和生物的检测有着重要意义。使用磁性纳米粒子作为药物分子的载具，结合多通道serf原子磁力仪，就可以实时探测到药物在生物体内的分布与代谢过程，是药物代谢研究领域的新技术。
技术实现思路
1、为克服上述问题，本专利技术提供一种活体药物代谢追踪测量的多通道serf原子磁力仪装置及方法。
2、本专利技术的第一方面提供活体药物代谢追踪测量的多通道serf原子磁力仪装置，其特征在于：包括屏蔽地磁场与环境噪声的磁屏蔽桶(1)，磁屏蔽桶(1)内设有三维磁补偿线圈(2)、支撑底板(3)、探测光路(4)、原子气室(5)、外极化线圈(6)、载物平台(7)和阵列式光电探测器(8)，磁屏蔽桶(1)外设有激光发生装置、磁场开关、功率放大装置和锁相放大器；
3、所述磁屏蔽桶(1)为水平设置的筒状结构，磁屏蔽桶(1)内设有三维磁补偿线圈(2)；三维磁补偿线圈(2)的内部偏下位置设有水平的支撑底板(3)，支撑底板(3)上从左至右依次设有探测光路(4)、原子气室(5)和阵列式光电探测器(8)；所述探测光路(4)、原子气室(5)和阵列式光电探测器(8)的上方设有载物平台(7)，支撑底板(3)上且位于探测光路(4)、原子气室(5)和阵列式光电探测器(8)的两侧分别设有长槽，长槽平行于探测光路(4)的光路方向，每个长槽内设有一个可沿长槽移动的外极化线圈(6)；两个外极化线圈(6)朝向相对的一侧设有插槽，载物平台(7)的两侧插入插槽内；
4、所述磁屏蔽桶(1)的左端外侧设有激光发生装置，激光发生装置产生线偏振光并通过单模保偏光纤跳线进入探测光路(4)，形成圆偏振线状激光后穿过原子气室(5)；所述三维磁补偿线圈(2)将原子气室(5)所在空间内磁场补偿至零场，同时在垂直于探测光路(4)的方向施加调制磁场；所述探测光路(4)用于实现线条状光强均匀分布的探测光斑，原子气室(5)用于光与原子相互作用实现磁场探测；阵列式光电探测器(8)用于接收光信号，并将光信号转化为电信号；
5、所述载物平台(7)上且位于原子气室(5)的上方设有待测样本，待测样本体内具有载药纳米粒子溶液；外极化线圈(6)连接磁场开关，通过磁场开关控制外激励磁场，极化待测样本体内的载药纳米粒子溶液，产生可被探测的空间磁场，极化磁场方向与探测光路(4)的光轴方向垂直；待测样本能随外极化线圈(6)一起沿探测光路(4)的光轴方向移动，以测量待测样本不同位置的磁场信息，得到待测样本体内载药纳米粒子浓度。
6、进一步，所述激光发生装置包括激光器、二分之一波片ⅰ、偏振分光棱镜ⅰ、反射镜ⅰ、反射镜ⅱ、偏振分光棱镜ⅱ、二分之一波片ⅱ、四分之一波片和光纤耦合器，由激光器发射中心波长为795nm的激光光束，激光光束经过二分之一波片ⅰ、偏振分光棱镜ⅰ调整光强，随后经过反射镜ⅰ、反射镜ⅱ、偏振分光棱镜ⅱ、二分之一波片ⅱ、四分之一波片和光纤耦合器将线偏振光耦合进一根单模保偏光纤跳线，导入磁屏蔽桶内的探测光路(4)。
7、进一步，所述探测光路(4)具有一个光轴，通过平凸透镜消除入射光的发散角，通过圆偏振片，形成圆偏振光，再经过鲍威尔棱镜，得到均匀的线状光，经过柱透镜将线状光整形为范围内可用的平行光，穿过所述原子气室(5)继续传播。
8、进一步，原子气室(5)为长方体形结构，原子气室(5)内充有饱和铷蒸汽。
9、进一步，所述阵列式光电探测器(8)为1×4阵列式光电探测器，1×4阵列式光电探测器包括呈阵列排布的四个光电探测器，接收到所述探测光路的光信号后转换为电流信号，该电流信号经过功率放大装置之后进入锁相放大器。
10、本专利技术的第二个方面提供一种活体药物代谢追踪测量的多通道serf原子磁力仪装置的方法，包括以下步骤：
11、步骤1，注射麻醉药品使待测大鼠昏迷，向所述待测大鼠血管内注射载药纳米粒子溶液并将其固定于外极化线圈内的载物平台上，使所述待测大鼠位于原子气室正上方；
12、步骤2，通过磁场开关控制外极化线圈，极化待测大鼠体内载药纳米粒子溶液，产生可被探测的空间磁场；
13、步骤3，测量一段时间后移动含载物平台的外极化线圈，使待测大鼠的不同位置对准原子气室，探测大鼠不同位置载药磁性纳米粒子的磁场信号，信号随着大鼠体内磁性物质的代谢变化而发生改变，从而反推得到大鼠体内药物代谢信息情况。
14、本专利技术的有益效果是：向待测大鼠血管内注射载药纳米粒子溶液，使其固定于所述原子气室正上方，线圈连接磁场开关，通过磁场开关控制外激励磁场，从而定量测量载药磁纳米粒子在大鼠体内的磁场。极化磁场方向与光轴方向垂直，待测大鼠可随线圈一起沿光轴方向前后移动，即可测量大鼠不同位本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.活体药物代谢追踪测量的多通道SERF原子磁力仪装置，其特征在于：包括屏蔽地磁场与环境噪声的磁屏蔽桶(1)，磁屏蔽桶(1)内设有三维磁补偿线圈(2)、支撑底板(3)、探测光路(4)、原子气室(5)、外极化线圈(6)、载物平台(7)和阵列式光电探测器(8)，磁屏蔽桶(1)外设有激光发生装置、磁场开关、功率放大装置和锁相放大器；
2.如权利要求1所述的活体药物代谢追踪测量的多通道SERF原子磁力仪装置，其特征在于：所述激光发生装置包括激光器、二分之一波片Ⅰ、偏振分光棱镜Ⅰ、反射镜Ⅰ、反射镜Ⅱ、偏振分光棱镜Ⅱ、二分之一波片Ⅱ、四分之一波片和光纤耦合器，由激光器发射中心波长为795nm的激光光束，激光光束经过二分之一波片Ⅰ、偏振分光棱镜Ⅰ调整光强，随后经过反射镜Ⅰ、反射镜Ⅱ、偏振分光棱镜Ⅱ、二分之一波片Ⅱ、四分之一波片和光纤耦合器将线偏振光耦合进一根单模保偏光纤跳线，导入磁屏蔽桶内的探测光路(4)。
3.如权利要求1所述的活体药物代谢追踪测量的多通道SERF原子磁力仪装置，其特征在于：所述探测光路(4)具有一个光轴，通过平凸透镜消除入射光的发散角，通过圆偏振片，
4.如权利要求1所述的活体药物代谢追踪测量的多通道SERF原子磁力仪装置，其特征在于：原子气室(5)为长方体形结构，原子气室(5)内充有饱和铷蒸汽。
5.如权利要求1所述的活体药物代谢追踪测量的多通道SERF原子磁力仪装置，其特征在于：所述阵列式光电探测器(8)为1×4阵列式光电探测器，1×4阵列式光电探测器包括呈阵列排布的四个光电探测器，接收到所述探测光路的光信号后转换为电流信号，该电流信号经过功率放大装置之后进入锁相放大器。
6.基于权利要求1-5任意一项所述的活体药物代谢追踪测量的多通道SERF原子磁力仪装置的方法，其特征在于，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.活体药物代谢追踪测量的多通道serf原子磁力仪装置，其特征在于：包括屏蔽地磁场与环境噪声的磁屏蔽桶(1)，磁屏蔽桶(1)内设有三维磁补偿线圈(2)、支撑底板(3)、探测光路(4)、原子气室(5)、外极化线圈(6)、载物平台(7)和阵列式光电探测器(8)，磁屏蔽桶(1)外设有激光发生装置、磁场开关、功率放大装置和锁相放大器；
2.如权利要求1所述的活体药物代谢追踪测量的多通道serf原子磁力仪装置，其特征在于：所述激光发生装置包括激光器、二分之一波片ⅰ、偏振分光棱镜ⅰ、反射镜ⅰ、反射镜ⅱ、偏振分光棱镜ⅱ、二分之一波片ⅱ、四分之一波片和光纤耦合器，由激光器发射中心波长为795nm的激光光束，激光光束经过二分之一波片ⅰ、偏振分光棱镜ⅰ调整光强，随后经过反射镜ⅰ、反射镜ⅱ、偏振分光棱镜ⅱ、二分之一波片ⅱ、四分之一波片和光纤耦合器将线偏振光耦合进一根单模保偏光纤跳线，导入磁屏蔽桶内的探测光路(4)。
3.如权利要求1所述的活体...
【专利技术属性】
技术研发人员：李易筱，何祥，阮乂，陈玉海，向兆，王嘉浩，李衎，李东梅，林强，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：
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