[发明专利]一种用于活体小动物的超低场磁成像装置

说明书

本发明涉及一种用于活体小动物的超低场磁成像装置，属于磁成像技术领域，解决了现有技术中超低场磁成像装置结构复杂、且不适用于大体积小动物活体扫描的问题。本发明的超低场磁成像装置包括推送单元和磁力仪单元，所述推送单元包括扫描位移台、推杆和载物台；所述扫描位移台、推杆、载物台依次连接；所述磁力仪单元包括磁屏蔽、扫描通道、光学通道、原子气池和激光光源与检测器，所述扫描通道贯穿磁屏蔽的侧面，所述原子气池设置在扫描通道的一侧，激光光源与检测器设置在磁屏蔽的外部且位于光学通道的一端。本发明的超低场磁成像装置，结构简单，装拆方便，在保证超低场检测灵敏度的前提下，适用于大体积小动物活体扫描。

技术领域

本发明涉及磁成像技术领域，尤其涉及一种用于活体小动物的超低场磁成像装置。

背景技术

小动物活体成像技术，从1999年提出活体成像概念，到现在已走过20年的历程。它可对活体状态下的生物过程进行细胞和分子水平的定性和定量研究，通过标记细胞、蛋白质、DNA(DeoxyriboNucleic Acid，脱氧核糖核酸)、病毒、细菌、小分子药物等物质，在多个时间点观测活体动物体内标记物质的生长代谢过程，为癌症与抗癌药物研究、免疫学与干细胞研究、疾病早期检测和治疗、新药研发和新材料研究带来了重大的贡献。

理想的成像方法应具备高空间分辨力、高灵敏度、高特异性、可定量分析和临床应用安全的特点。目前，众多研究表明，MRI(Magnetic Resonance Imaging，磁共振成像)是无创、活体细胞示踪的最佳方法，具有无放射性辐射损害、微米级的高分辨率及高度的软组织分辨能力。但是MRI的灵敏度较低，需要在通过低温超导等技术提供的强磁场下工作，这就造成在技术、安全、费用、空间等诸多方面的限制。为解决这些问题，摆脱强磁场的束缚，科学家们提出超低场磁成像的概念，从多个方面优化成像装置的性能，使其维持超低的测量磁场。其中，以高灵敏度的光学原子磁力仪为磁场检测器，以高性能的磁性纳米粒子为分子探针的超低场磁颗粒扫描成像技术近年来得到快速发展，这也是纳米生物技术蓬勃发展的重要体现。

然而，光学原子磁力仪的结构复杂，且不适用于体积较大的小动物活体扫描，仅仅扩大扫描通道直径对小动物活体扫描又会干扰超低磁场系统，甚至破坏超高灵敏度的检测，影响装置的正常工作。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明实施例旨在提供一种用于活体小动物的超低场磁成像装置，用以解决现有技术中的超低场磁成像装置结构复杂、且不适用于大体积小动物活体扫描的问题。

本发明实施例提供了一种用于活体小动物的超低场磁成像装置，包括推送单元和磁力仪单元，所述推送单元包括扫描位移台、推杆和载物台；所述扫描位移台、推杆、载物台依次连接；所述磁力仪单元包括磁屏蔽、扫描通道、光学通道、原子气池和激光光源与检测器，所述扫描通道贯穿磁屏蔽的侧面，所述原子气池设置在扫描通道的一侧，激光光源与检测器设置在磁屏蔽的外部且位于光学通道的一端。

进一步，所述扫描通道内套设保温隔热真空管，所述保温隔热真空管为镀银双层玻璃真空管。

进一步，所述磁屏蔽设置有5层，每层均由坡莫合金构成，磁屏蔽径向横截面为八边形。

进一步，所述磁屏蔽的内部中心剩余磁场小于1nT。

进一步，所述扫描位移台的速度为0.1～20mm/s，定位精度为5～20μm，行程为50～2500mm。

进一步，所述扫描通道的直径为20～100mm。

进一步，所述推杆和载物台的材质均为玻璃、塑料、铝或铜。

进一步，所述原子气池为封装有铯原子的玻璃泡。

进一步，所述玻璃泡尺寸为125～8000μl。

进一步，所述激光光源与检测器的入射偏振光穿透原子气池反射后能够对原子气池二次穿透。