用于分离磁性粒子的方法和分离系统，用于分离系统中的分离柱技术方案

磁性粒子成像（ＭＰＩ）需要高性能示踪材料，所述示踪材料是具有快速再磁化特性的高磁性单分散粒子。已知的分离技术仅仅允许基于磁体积的差异对磁性粒子分馏。提出了一种分离方法，其允许关于磁性粒子对振荡高梯度磁场的动态响应分离磁性粒子。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于分离磁性粒子的方法和分离系统，用于分离系统中的分离柱本专利技术涉及一种用于分离磁性粒子的方法。此外，本专利技术涉及一种用 于分离磁性粒子的分离系统和用于分离系统中的分离柱。一种磁性粒子成像的方法可从德国专利申请DE 10151778 Al获知。在该公开所述的方法的情况下，首先生成具有磁场强度的空间分布的磁场使 得具有相对低的磁场强度的第一分区和具有相对高的磁场强度的第二分区形成于检査区中。然后检查区中的分区的空间位置移动，使得检查区中的 粒子的磁化局部变化。取决于检査区中的磁化的信号被记录，所述磁化受 到分区的空间位置的移动影响，并且关于检查区中磁性粒子的空间分布的 信息从这些信号中被提取，使得可以形成检查区的图像。这样的装置和这 样的方法具有的优点是它可以用于以非破坏性方式检查任意检查对象，例 如人体，不导致任何损伤并且靠近和远离检查对象的表面都具有高空间分 辨率。已知方法的性能很强地取决于示踪材料，即磁性粒子的材料的性能。 总是需要增加已知装置的信噪比以便提高分辨率和这样的方法应用于进一 步的应用。所以本专利技术的目标是提供一种方法从而改善磁性粒子，尤其是用于磁性粒子成像中的应用。一种用于分离磁性粒子的方法实现了以上目标，其中，粒子通过带有基质的分离柱循环至少一次，所述方法包括--大小选择步骤，其中，粒子根据它们的大小被选择，以及 -AC分馏步骤，其中，分离柱中的粒子受到振荡高梯度磁场。 这样的方法的优点在于有可能获得这样的磁性粒子，所述磁性粒子具有粒子的大小和因此磁体积的同等锐分布以及它们对振荡高梯度磁场的动态响应，所述动态响应尤其取决于它们的磁化的各向异性的强度。在用于磁性粒子成像技术的情况下获得的粒子有利地增加信噪比。在本专利技术的情 况下，术语"磁性粒子的磁化的各向异性的强度"表示为了显著改变一个 或多个磁性粒子的磁化所必需的外部磁场(相对于一个或多个磁性粒子在 外部)。该解释与其他定义紧密关联，所述其他定义可涉及术语"磁性粒子 的各向异性"或"各向异性场"，例如与不同空间方向相关的借助于多个各 向异性常数表达的不同能量(能量景观)。在本专利技术的情况下，术语"磁性 粒子的磁化的各向异性的强度"与可量化参数相关。根据本专利技术的一个优选实施例，大小选择步骤是DC分馏步骤，其中， 粒子由于粒子与基质之间的吸引力由基质俘获，吸引力的强度取决于粒子 的磁矩的强度。优选地，柱填充有(例如不锈钢)微粒或者例如钢丝绒、 丝线、细丝或网的另一基质材料。它受到恒定外部磁场的作用使得在基质 的表面产生高场梯度。当受到恒定磁场时，磁性粒子被给送通过柱，粒子 沿恒定磁场的方向被磁化并且被吸引到基质。在本专利技术的意义上"粒子的 磁矩的强度"与粒子的感生磁偶极矩相关。作用于粒子的吸引磁力取决于 粒子的该感生磁偶极矩。给定磁场梯度，带有粒子的某个磁矩强度的粒子 有效地被俘获，所述磁矩强度也被称为粒子的磁体积或磁大小。外部恒定 磁场的减小(例如逐步)导致具有窄大小分布的粒子的释放。根据本专利技术的另一优选实施例，在AC分馏步骤中，粒子由振荡高梯 度磁场再磁化，并且粒子由于粒子与基质之间的吸引力由基质俘获，吸引 力的强度取决于粒子的再磁化时间。带有不同磁各向异性的粒子产生不同 再磁化时间，这有利地允许根据粒子的磁各向异性区分粒子。有利地可通 过选择振荡高梯度磁场的适当振荡频率设置用于俘获粒子的足够短的再磁 化时间的阈值。振荡磁场的频率优选地在lkHz到2MHz的范围内，更优选 地在10kHz到200kHz的范围内。具有相对短的再磁化时间的粒子的磁化 将能够跟随振荡高梯度磁场。实际上，那些粒子由基质俘获。具有相对长 的再磁化时间的粒子的磁化将在振荡高梯度磁场中滞后和减小。因此，这 些粒子与基质之间的磁力显著减小并且粒子不被俘获，但是循环通过柱。根据本专利技术的另一优选实施例，大小选择步骤，特别是DC分馏步骤， 在AC分馏步骤之前开始。根据它们的磁各向异性根据关于它们的磁矩的 基本单分散粒子集区分粒子是特别有效的。本领域的技术人员将认识到，DC分馏步骤和AC分馏步骤可以关于时间和地点独立被执行。进一步地， 然而，DC分馏步骤和AC分馏步骤不一定是相连续的，而是可以至少部分 同时。当AC分馏步骤开始时恒定高梯度磁场优选地至少部分维持。更优 选地，恒定高梯度磁场在过渡期间被减小并且AC分馏步骤在过渡期间开 始。根据本专利技术的另一优选实施例，所述方法还包括至少一个释放步骤， 其中特别是在没有任何磁场的情况下，通过将流体循环通过柱从柱释放由 基质俘获的粒子，释放步骤跟随DC分馏步骤和/或AC分馏步骤。根据本专利技术的另一优选实施例，所述方法还包括在释放步骤之前的洗 涤步骤，在洗漆步骤中柱用缓冲溶液冲洗，以便从柱去除未被基质俘获的 粒子。根据本专利技术的另一优选实施例，所述方法还包括浓縮步骤，其中流体 中磁性粒子的浓度增加。熟练技术人员认识到磁性粒子分散在一定量的流 体，特别是气态或液态流体中。在DC分馏步骤和AC分馏步骤中粒子的 多重区分留下在它们的磁矩和它们的磁各向异性方面带有低浓度锐分布磁 性粒子的流体。有利地，通过浓縮步骤，获得一种流体，该流体可以使用 新设计的磁性粒子分光计(MPS)进行测量和/或可以由用于磁性粒子成像 (MPI)的扫描仪进行检测。为了浓縮，可以利用不同技术，例如真空蒸发。在一个优选实施例中， 浓缩步骤包括将流体重复循环通过分离柱并且使分离柱中的粒子受到磁场 作用，分离柱的空隙体积优选地显著小于流体的体积。本领域技术人员将 认识到DC分馏步骤或AC分馏步骤可以使用相同的柱。然而，较小的柱 将有利地提供更高的浓度级。在浓縮步骤的该实施例中，基于分离柱的高 梯度磁分离(HGMS)有利地用于俘获在柱的基质中的所有可能的高区分 粒子，以便减小流体的量。进一步优选地，所述方法包括团聚还原步骤， 其中优选地由超声脉冲将团聚的粒子拆散。根据本专利技术的方法的另一优点在于它可以容易地发展成自动方法和系统。本专利技术还涉及一种通过根据本专利技术的方法分离磁性粒子的分离系统， 所述系统包括至少一个分离柱，用于施加恒定高梯度磁场的第一磁体装置和用于施加振荡高梯度磁场的第二磁体装置。使用根据本专利技术的分离系统，有可能有利地提供磁性粒子的简单和有 效分离，所述分离取决于粒子的磁体积和它们的磁化的各向异性的强度。根据本专利技术的一个优选实施例，第一磁体装置包括有利地提供高灵活 性的电磁体。然而，也可以使用永磁体。第二磁体装置优选地包括带有可 用交流电操作的一个或多个线圈的电磁体。进一步优选地，恒定高梯度磁 场的矢量相对于振荡高梯度磁场的矢量平行或垂直，后一选择有利地允许 分离系统的紧凑和有效实现。根据本专利技术的另一优选实施例，恒定高梯度磁场的磁场强度为大约lmT(毫特斯拉)到lOOmT并且其中振荡高梯度磁场的磁场强度为大约lmT 到25mT。本领域的技术人员将认识到，为了获得特定磁场强度，在本专利技术的情 况下以特斯拉计的指定为磁场强度的值在所有情况下必须除以磁场常数 Mo，原因是特斯拉是磁通量密度的单位。本专利技术还涉及用于分离系统，特别是根据本专利技术的分离系统中的分离 柱，所述分离柱包括管和基质，当磁性粒子的混合物循环通过所述管时所 述基质适于俘获所述混合物的至少一个组分，其中所述基质本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于分离磁性粒子（１）的方法，其中，使所述粒子在至少一个带有基质（１２）的分离柱（１１）中循环至少一次，所述方法包括：　－大小选择步骤，其中，根据所述粒子（１）的大小对所述粒子进行选择，　－ＡＣ分馏步骤，其中，所述分离柱（１ １）中的所述粒子（１）受到振荡高梯度磁场（３０）的作用。

【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：D马尔科夫，HMB伯芬，
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]