[发明专利]量子磁光多维传感方法

说明书

量子磁光多维传感方法是基于发明人提出的核磁共振磁谱和散射光光谱在0至3维空间下联合检测及传感的方法，对于包含特定质子的特定分子，散射光光谱基于分子键的振动变化和核磁磁谱在磁化状态、共振状态、弛豫状态以及非磁状态下磁感应信号的变化，依据这些变化，从量子力学的角度进行关联和计算，即可实现对于特定分子或特定质子含量的求解。具体通过检测核磁共振点的核磁磁谱和散射光光谱，通过调节和扫描核磁共振点的位置，从而获得0至3维空间坐标的解析，计算出检测物中该点的特定质子或特定分子的含量，完成检测。本发明可用于实现人体皮肤外对于皮下组织及血液中特定小分子的检测，设计例如血糖、激素、血脂等IVD设备。

技术领域

本发明涉及互联网和新能源领域，尤其涉及量子力学、核磁磁谱和散射光光谱的融合创新，涉及医疗体外检测仪器的传感器子领域。本发明解决了核磁磁谱和散射光光谱在量子力学理论下的0～3维磁光传感和解析计算，有利于实现医学广谱IVD(人体体外诊断产品)的产品，对于人体进行体外进行纯无创的皮下血液和组织液的超微量检测，还可专用食品、药物等其他微量物质的无损检测。

背景技术

1、核磁磁谱

核磁共振技术核心内容是一种量子现象，具体是部分特定的质子的磁矩在外界纵向恒定磁场中被磁化，并且由于该质子在磁场中，存在固有的进动频率，在与进动频率同频率的横向激发射频磁场的作用下，质子产生进动共振，同时在激发射频磁场停止后，由于化学键中的质子的章动效应，产生化学位移的自由感应衰减，据此，可以计算出特定分子的含量。

依据核磁共振中的共振过程和弛豫过程，尤其是通过检测化学位移的自由感应衰减，可以获得检测物中特定分子的特征磁谱，人们把这种特征磁谱当做特定分子的“指纹磁谱”，通过这种指纹磁谱，可以进一步计算特定分子在检测物中的含量。

2、散射光光谱

根据光学基本原理，光波的本质就是一种电磁波。可见光的频率介于380～780nm的电磁波，一束光线(通常可称为激发光)照射到物体表面，将产生反射光、折射光、衍射光和散射光。其中，反射光、折射光和衍射光是在宏观的几何光学中，电磁波在一种传播介质遇到另外一种传播介质时的反应，它符合光的反射定律、折射定律以及费马定律和马吕斯定律。具体规律是，对于反射光，反射角等于入射角，光波波长不变；对于折射光，折射角与入射角的正弦函数与两种介质的折射率成反比；对于衍射光，又称绕射，是指光波遇到障碍物时偏离原来直线传播的物理现象。需要说明的是，反射光和折射光不在本发明的讨论范围之内，本发明只讨论散射光。

散射光属于微观的、符合量子力学原理的现象。基本原理是物质内的带电粒子、电子和质子在入射电磁波(激发光)的作用下，产生振荡，受到电磁波加速的电荷又在各个方向辐射电磁波，这一过程成为散射过程，产生的电磁波称之为散射光。散射光可划分为以下几种类型。

(1)、瑞利散射光

英国物理学家瑞利指出，当微粒的直径远小于激发光的波长时，产生散射光强度几乎与激发光强度相等的瑞利散射光，并且散射光有确定的散射角。当微粒处于静止状态时，产生波长与激发光相同的静态瑞利散射光；当微粒处于动态时，将产生受多普勒频移效应的波长比入射光加宽的动态锐利散射光；当微粒的直径远大于激发光波长时，还会产生散射光强度与激发光波长没有依赖关系的米散射光。瑞利散射光属于弹性的散射光。

(2)、布里渊散射光

法裔美籍科学家布里渊对于涉及声学声子和涉及磁振子的非弹性散射光进行的研究，指出，光量子与发出散射光物质相互作用过程中产生和湮没的元激发仅是低能区的声学声子或磁振子，其能量范围≤0.124meV，与光子作用的量级为10^-18～10^-17，并且具备相干性。

(3)、拉曼散射光