用于空间分辨测定在受检对象的被检测区域中的物理、化学和／或生物学特性或者状态变量，和／或其改变量的方法，其通过测定磁性颗粒的空间分布和／或迁移性的变化，作为物理、化学和／或生物影响变量对至少局部区域作用的函数，通过以下步骤：ａ）将包裹和／或涂覆了至少一层固态、粘性和／或液态外壳或涂层的磁性颗粒引入至少部分检测区域中，ｂ）产生具有低磁场强度的第一局部区域和高磁场强度的第二局部区域的磁场，ｃ）改变检测区域中这两个局部区域的空间位置，或者改变第一局部区域中的磁场强度使得颗粒的磁化强度发生局部变化，ｄ）检测取决于受到该变化影响的检测区域中磁化强度的信号，以及ｅ）评价信号值从而获得有关检测区域中磁性颗粒的空间分布和／或迁移性变化量的信息。本发明专利技术还涉及功能化磁性颗粒组合物以及适于用在上述方法中的磁性颗粒组合物。本发明专利技术另外还涉及一种用于测量检测区域中状态变量的设备。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种空间分辨测定方法，用于测定在受检对象的检测区域中物理、化学和/或生物学特性或者状态变量和/或其变化。另外，本专利技术还涉及用在根据本专利技术的方法中的功能化磁性颗粒组合物。本专利技术另外还涉及一种测量检测区域中的状态变量的设备。为了测定各种物理、化学和生物学状态变量，根据预期的目标和被检测对象，本领域技术人员已知大量的直接和间接测量方法。通常特别受到关注的是那些能够用来测定介质中不能直接用测量仪器或测量探针获得的状态参数的测量方法。间接参数测定的合适例子包括监测反应参数，例如通过光学方法在化学制备方法中监测温度和反应进程，或者检测材料部件的质量，例如通过超声波检测是否存在裂纹。特别是在检测活体组织时，通常需要采用间接测量方法来测定，例如温度、pH值或者特定物质的浓度。然而，这些间接测量方法常常较为复杂并且比直接测定方法引入的测量误差大。因此，对于许多制备方法或产物来说，愈加迫切需要一些方法，能够以非破坏性和间接的方式非常精确地测定被测参数。特别有意义的是那些能用来以靶向方式测定局部靠近受检对象分隔区域的信息的方法。非侵入式地测定动物或者人体内的化学和物理状态的方法在例如EP 095124 A中有所记载。根据所述文献，检测区域中选定体积片段内的温度和pH值可以通过利用均匀恒定磁场和高频磁场的磁共振波谱技术所测量的核共振波谱参数来确定或获得。在根据EP 095124 A的方法的一个改进方式中，除了均匀恒定的磁场之外，还产生了在时间上非同步调节的三个正交运转梯度场，结果只有在梯度场的三个平面交叉点处可检测到局部磁共振信号。该实施方案在文献中被描述成“敏感点”方法(参见Hinshaw，J.Appl.Phys.47(1976)，3709-3721页)。根据EP 095124 A，通过在均匀磁场上叠加梯度场，使得被检测的测量点区域中只有被狭窄分隔的体积中具有高度的均匀性，而所有周围的区域相当不均匀，可以进一步获得关于活体对象中的温度和pH值的信息。该方法在文献中被称为“FONAR”方法(参见Damadian，Physiol.Chem.Phys.8(1976)，61-65页)。EP 095124中提出的该测量方法的一个缺点在于其不能方便地移动该局部分隔的检测区域，或者挪动它以便例如能获得有关较大相关检测区域的可靠信息，或者以便能同时监测受检对象局部的变化。尽管近年来通过改进磁共振成像(MRI)方法可以较大地提高测量速度，但是参数例如温度、压力和pH值的测定仍然太慢并且对许多应用来说不准确。DE 3751918 T2描述了一种借助核旋共振技术来获得动物或人类器官或组织的体内图像的方法，其中使用了图像改进剂量的核磁旋断层成像对比剂，该对比剂的形式是以特殊方式制备的超顺磁流体的形式。受检组织的磁性特性据说受到该磁性对比剂的影响，使得受辐射质子呈现出较高的弛豫特征。通过减小T2超顺磁性和铁磁性物质可以使磁共振图像显得颜色较深。不过适合核旋断层成像的的对比剂常常需要极其稳定的溶液以便能够有效地提高核共振测量的灵敏度。然而合适的超顺磁性铁氧化物水基流体的稳定性通常会受到相当的限制，这是因为颗粒之间有磁性引力作用而会聚集在一起。DE 3751918 T2提出了一种用二价和三价的金属盐来制备稳定的超顺磁性流体的四步骤方法。该方法十分耗时并且成本大，因而必然不能用于标准检测。尽管用该方法获得的磁性颗粒可以有助于提高解剖和生理对比度，但其通常不适合于获得那些用MRI技术可更精确而迅速地检测的参数如温度和pH值。此外，核旋断层成像技术需要使用十分强的高度均匀磁场。为此，通常会利用由液体氦冷却的超导线圈。因此该核旋断层成像方法总是与高花费的设备相联系。核旋共振测量，如Perez等人(J.Am.Chem.Soc.，2002，124(12)，2856和2867页)所述，同样用于检测DNA的相互作用。这里利用的是与磁性颗粒连接的DNA或寡核苷酸序列能与互补DNA杂交的原理。如果互补DNA也连接着磁性颗粒，就会导致形成稳定的簇集团，结果使接近氢核的水分子的T2驰豫时间减少。这种变化可通过核旋断层技术看见。因此本专利技术的一个目的是提供一种测定检测区域中特殊局部分隔的状态变量的方法，其中采用了简单的设备因而成本经济，还可重复进行而且精确，该方法还不再具有现有技术的测量方法中的缺点。此外，本专利技术的目的还在于提供一种局部分隔测定物理、化学或者生物学的状态变量或者状态变量中的变化的方法，其可用于原位测定这些状态变量并且允许检测材料及活体物质。据此，我们找到一种方法，用于空间分辨测定在受检对象的被检测区域中物理、化学和/或生物学特性或者状态变量，特别是物质浓度、温度、pH值和/或物理场，和/或这些物理、化学和/或生物学特性或状态变量的变化量，其是通过测定该检测区域或其部分中磁性颗粒的空间分布和/或迁移性，尤其是旋转迁移性的变化量，作为物理、化学和/或生物影响变量对至少局部区域作用的函数，和/或在物理、化学和/或生物条件下在检测区域的至少局部区域中作用的函数，通过以下步骤a)将至少部分包裹和/或涂覆了至少一层固态、粘性和/或液态外壳或涂层的磁性颗粒引入至少部分检测区域中，和/或将磁性颗粒引入至少部分检测区域中和/或将检测区域中的至少一些这些颗粒包裹和/或涂覆，b)产生具有空间型磁场强度的磁场，使得检测区域中产生具有低磁场强度的第一局部区域和具有较高磁场强度的第二局部区域，c)改变检测区域中这两个局部区域的，尤其是相对的，空间位置，或者改变第一局部区域中的磁场强度使得颗粒的磁化发生局部变化，d)检测取决于受到该变化影响的检测区域的磁化强度的信号，以及e)评价信号从而获得有关检测区域中磁性颗粒的空间分布和/或迁移性变化量的信息。在优选实施方案中，步骤b)在步骤a之前进行或者步骤a)和b)基本同时进行和/或步骤c)至e)至少重复一次。原则上，根据本专利技术的方法可以检测任何需要的目标物，无论其组成、稠度、形状或大小，只要能够引入颗粒并且环境允许。通过实施例的方式，根据本专利技术的方法可以容易地分析液态、粘性和固态受检对象。根据本专利技术方法的优选改进方式，可以设定受检对象为聚合物材料，尤其是热塑性聚合物或者共混聚合物，聚合物熔融物、微生物、植物、植物部分、活体或者部分的活体。可以提供对检测区域内磁性颗粒的迁移性程度的连续或者间隔测定，并且与检测区域的状态变量或性质，尤其是温度、浓度和/或粘性相关联。外壳内磁性颗粒的迁移性可能受到限制，例如在这些颗粒进行(布朗)旋转能力方面。施加磁场后通过旋转的方式使磁性颗粒对齐的能力通常依赖于覆盖层或者覆盖层的粘性和/或外壳的分辨或成像程度。测定磁性颗粒的旋转迁移性从而可以使其能够得出有关该磁性颗粒周围环境或者有关检测区域中状态条件的结论。根据本专利技术方法的一种改进方式，同样提供了对成型或固化的聚合物熔融物中的磁性颗粒迁移性程度的连续或者间隔测定，并且与聚合物材料，尤其是热塑性聚合物的固化程度或者熔化程度相关联。当至少一些磁性颗粒具有各向异性的特性时，所获的效果特别好。根据本专利技术的方法利用了不饱和磁性颗粒会受到外部磁场影响，并且其对外部磁场的反应可以检测到的原理。这样，就可以得出有关磁性颗粒所存在环境的结论。在特殊的各向异本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种方法，用于空间分辨测定在受检对象的被检测区域中物理、化学和／或生物学特性或者状态变量，特别是物质浓度、温度、ｐＨ值和／或物理场，和／或这些物理、化学和／或生物学特性或状态变量的变化，其是通过测定该检测区域或其部分中磁性颗粒的空间分布和／或迁移性，尤其是旋转迁移性的变化量，作为物理、化学和／或生物影响变量对至少局部区域作用的函数，和／或在物理、化学和／或生物条件下在检测区域的至少局部区域中作用的函数，通过以下步骤： ａ）将至少部分包裹和／或涂覆了至少一层固态、粘性和 ／或液态外壳或涂层的磁性颗粒引入至少部分检测区域中，和／或将磁性颗粒引入至少部分检测区域中以及包裹和／或涂覆检测区域中的至少一些这些颗粒，ｂ）产生具有空间型磁场强度的磁场，使得检测区域中产生具有低磁场强度的第一局部区域和具有较高磁场 强度的第二局部区域，ｃ）改变检测区域中这两个局部区域的，尤其是相对的，空间位置，或者改变第一局部区域中的磁场强度使得颗粒的磁化强度发生局部变化，ｄ）检测取决于受到该变化影响的检测区域磁化强度的信号，以及ｅ）评价信号从 而获得有关检测区域中磁性颗粒的空间分布和／或迁移性变化量的信息。...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：B格莱奇，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]
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