تردد خلط الماسح الكشف المغناطيسي لتصوير الجزيئات المغناطيسية في عينات مستو

وقد وجدت النانوية المغناطيسية (MNP) تطبيقات على نطاق واسع في علم الأحياء الجزيئي والطب، أي للتلاعب من الجزيئات الحيوية والخلايا ^{واحدة 1،} لوصفها بشكل انتقائي الكيانات المستهدفة للكشف، ^{2، 3} لتعديل الكروماتين، ⁴ ولعزل مرنا وعلاج السرطان ⁵ نظرا لخصائصها مغنطيسية مسايرة فائقة superparamagnetic، فهي مفيدة بشكل خاص للتصوير الطبي. ويمكن أن تستخدم، على سبيل المثال، وعوامل التباين أو استشفاف التصوير بالرنين المغناطيسي (MRI) أو التصوير قابلية استخدام فائق التوصيل الكم تدخل الجهاز (الحبار) للكشف عن ^{2 و 6} النانوية مغنطيسية مسايرة فائقة superparamagnetic العائد على النقيض من جيد إلى الأنسجة المختلفة للإنسان الهيئة التي هي عبر؛ بطريق أو متوازي المغنطيسية. ⁷ وهكذا، فإن الجسيمات يمكن بسهولة أن تستخدم للحصول على الصور الطبية من أجزاء جسم الإنسان مع القرار المكانية جيد نسبيا وحساسية. ⁸

خيمة "> والتصوير الجسيمات المغناطيسية (MPI) تقنية عرضته GLEICH وWeizenecker ⁹ يستفيد من استقامة من مغنطة الجسيم. وفي الصفر أو ضعف التحيز المجال المغناطيسي، واستجابة لحركة الأشخاص الطبيعيين إلى الإثارة المتردد التردد و قوية نظرا ل قابليتها الكبيرة على وجه الخصوص، مغنطة غير الخطية الجسيم يثير توليد التوافقيات ن · و، مع ن = 2، 3، 4 ... في ارتفاع التحيز المجال المغناطيسي، واستجابة التوافقية تصبح ضعيفة لأن الجزيئات المشبعة مغناطيسيا. وفي تقنية MPI، وممغنط العينة تماما باستثناء خط خالية من الميدان (FFL) أو نقطة خالية من الميدان (برنامج المسافر المتميز). جسيمات فقط تقع بالقرب من هذا الخط أو نقطة ستساهم في استجابة غير خطية من العينة. ومع حركة لبرنامج المسافر المتميز والعمل لفائف استقبال مناسبة، GLEICH وWeizenecker الحصول على الصور MPI مع القرار المكانية من 1 ملم.

لكيالحصول على معلومات عن التوزيع المكاني لحركة الأشخاص الطبيعيين، واستخدمت طريقتين عادة، والحركة الميكانيكية للاستشعار فيما يتعلق عينة، أو حركة FFL / برنامج المسافر المتميز عن طريق الكهربائي. ^{2، 3} وفي الحالة الأخيرة، وتقنيات الصورة اعادة الاعمار مثل التوافقي الفضاء MPI ³ أو X-الفضاء MPI ^{10، 11، 12} مطلوبة. يتم تحديد القرار المكانية من معهد ماكس بلانك من خصائص الإلتواء من الإثارة والكشف عن ملفات فضلا عن خصائص التدرج المجال المغناطيسي. وهذا يسمح خوارزميات صورة إعادة الإعمار للحصول على تحسين القرار على القرار الأصلي، والتي يتم تحديدها حسب الحجم والمسافة بين لفائف صغيرة فضلا عن توزيع المجال المغناطيسي تحكمها معادلات ماكسويل.

وعادة ما تتألف ماسحة MPI من مغناطيس قوي لمغنطة العينة كلها، وهو نظام لفائف السيطرة عليها لتوجيه وFFL أو برنامج المسافر المتميز عبر العينة، وexcitatio عالية الترددنظام لفائف ن، ونظام لفائف الكشف عن التقاط استجابة غير خطية من العينة. تم نقل FFL / برنامج المسافر المتميز بشكل مستمر من خلال حجم العينة في حين يتم تسجيل استجابة التوافقية من هذه المنطقة عينة غير المشبعة. من أجل تجنب مشكلة تركيب العينة إلى الماسح الضوئي، وقد ثبت ماسح ضوئي MPI من جانب واحد من قبل Gräfe وآخرون. ^13، ولكن على حساب الأداء المنخفض. ويتم الحصول على أفضل النتائج إذا حاصرت عينة من المغناطيس وملفات. لأن عينة لابد من ممغنطة تماما باستثناء المنطقة FFL / برنامج المسافر المتميز، والأسلوب يتطلب المغناطيس كبيرة نسبيا وقوية مع مياه التبريد، مما يؤدي إلى نظام MPI ضخمة نوعا ما، والثقيلة.

ويستند نهجنا على تردد خلط في منحنى مغنطة غير الخطية من الجسيمات مغنطيسية مسايرة فائقة superparamagnetic ¹⁴ عندما يتعرضون-paramagnets فائقة للمجالات المغناطيسية في ترددين متميزة (و ₁ و f </ م> _2)، الترددات المبلغ يمثل تركيبة خطية م · و ₁ + ن · و ₂ (مع أرقام صحيحة م، ن) يتم إنشاؤها. وقد تبين أن ظهور هذه المكونات هي محددة للغاية للاستقامة من منحنى مغنطة من الجسيمات. ¹⁵ وبعبارة أخرى، عندما يتعرض عينة حركة الأشخاص الطبيعيين في وقت واحد إلى حقل مغناطيسي القيادة في التردد و ₂ وحقل التحقيق في التردد و _1، وجزيئات تولد حقلا ردا على التردد و ₁ + 2 · و _2. ان هذا التردد المبلغ لن تكون موجودة بدون عينة غير الخطية مغناطيسيا، وبالتالي فإن خصوصية عالية للغاية. نحن استدعاء هذا الأسلوب "تردد خلط الكشف المغناطيسي" (FMMD). يتم التحقق من التجربة أن تقنية الغلة مجموعة ديناميكية من أكثر من أربعة أوامر من حجم في تركيز الجسيمات ^(14).

<ص الطبقة = "jove_content"> وعلى النقيض من الأجهزة MPI نموذجي، وتواتر مستو خلط نهج الكشف المغناطيسي (ف FMMD) لا يحتاج إلى جذب العينة قريبة من التشبع لأن جيل من مجموع تردد عنصر و ₁ + 2 · و ₂ هو الحد الأقصى عند مستوى الصفر الحقل التحيز ثابت. ^{14 لذلك،} والتخفيف من الحاجة إلى مغناطيس قوي وضخمة. في الواقع، فإن الأبعاد الخارجية للرئيس القياس فقط 77 مم × 68 مم × 29 مم. وعلى سبيل المقارنة، الاجهزة MPI وعادة ما تكون متر الحجم ⁷ العيب، ومع ذلك، هو أن هذه التقنية يقتصر على عينات مستو مع سمك الحد الأقصى من 2 ملم في الإعداد الحالي. لابد من فحصها نسبيا في الرأس قياس ذات وجهين العينة. وإعادة البناء والسماح للعينات سمكا هو ممكن، ولكن لابد من التعامل بها لفقدان القرار المكانية.

وبناء على هذه التقنية FMMD، نقدم نوع خاص من معهد ماكس بلانك DETECتور للعينات مستو، ما يسمى ب "تردد مستو خلط الكشف المغناطيسي" (ص-FMMD) الماسح الضوئي. مبدأ تم نشره مؤخرا. ¹⁷ في هذا العمل، ونحن نركز على منهجية تقنية والبروتوكولات الحالية كيفية إعداد مثل هذا الماسح الضوئي وكيفية القيام بمسح. وقد تبين أن MPI يمكن تطبيقها للأغراض الطبية التشخيصية مثل التصوير القلب والأوعية الدموية أو السرطان. ^{16، 18، 19 لذلك} فإننا نعتقد أن الماسح الضوئي MPI جديدة يمكن استخدامها لمجموعة واسعة من التطبيقات المحتملة، على سبيل المثال، لقياس الجسيمات المغناطيسية توزيع في شرائح الأنسجة.

1. تصميم مستو FMMD قياس رئيس

1. اختيار نظام لفائف الرأس القياس. اختر التكوين وفقا لشكل 1، وتتألف من اثنين من لفائف صغيرة فوق، واثنان تحت العينة في (-، +، +، -) تسلسل، مع جالسين العينة في وسط بينهما (+) لفائف. علامة تدل على اتجاه متعرج، أي (+) لاتجاه عقارب الساعة و (-) لعكس اتجاه عقارب الساعة. وهكذا، فإن حساسية من لفائف صغيرة تصبح متجانسة تقريبا في جميع أنحاء سمك العينة.
   1. وضع لفائف الإثارة بحيث إشارة الناجم مباشرة في لفائف صغيرة يلغي من أجل منع تشبع المضخم وتحقيق أقصى قدر من الحساسية لعينة. التكوينات الأخرى التي تلبي هذه القواعد التصميم الأساسية يمكن حلها.
2. تحديد الحد الأقصى للسمك العينة. هنا، استخدام 2 مم.
   1. اختيار وطول قطرها من لفائف صغيرة مماثلة لعينة أقصى رhickness. هنا، تم اختيار قطرها الداخلي من 2 ملم، والتي ينتج متوسط ​​قطرها 3.7 مم للارتفاع من اللفات من 1.7 مم. عرض الملف 4 مم.
   2. اختيار قطر السلك وعدد اللفات من لفائف صغيرة من هذا القبيل أن مقاومة الإجمالية لجميع لفائف صغيرة مباريات تقريبا مقاومة مدخلات المضخم. هذه الحالة تفرض قيود على وتيرة الكشف. في حالة وجود مكبر للصوت التشغيلية مع مقاومة المدخلات المثلى من 1100 Ω، كل لفائف صغيرة أربعة لديها 600 اللفات من 0.08 مم. مطلي بالمينا الأسلاك النحاسية، مما أسفر عن مجموع أومية المقاومة سلسلة من 95.3 Ω والحث إجمالية قدرها 1.9 MH، والذي يعطي 919 Ω مقاومة.
3. إعداد ارتفاع وتيرة الإثارة لفائف ¹⁷ مثل أن المجال المغناطيسي في موقع العينة يبلغ مثالي لحوالي 0.5 طن متري. على سبيل المثال، إذا كان نصف قطرها الداخلي من لفائف هو 3.8 ملم والعرض هو 8.5 ملم، الرياح 476 اللفات بقطر 0.1 مم ث غضب. هنا، تم التوصل إلى ميدان 0.4 طن متري في و ₁ = 76550 هرتز.
4. إعداد منخفضة لفائف الإثارة تردد ¹⁷ مثل أن المجال المغناطيسي في موقع العينة حوالي 5 طن متري. على سبيل المثال، إذا كان نصف قطرها الداخلي من لفائف 5 مم والعرض هو 8.5 ملم، وطاقة الرياح 2000 اللفات من 0.12 ملم سلك القطر. حقق الإعداد 5 طن متري في f ₂ = 61 هرتز.

الشكل 1. رسم تخطيطي للف FMMD انشاء ويتم توصيل اثنين من رؤساء قياس إلكترونيا مع بعضها البعض. يتم وضع العينة في الفضاء بين رؤساء. لفائف الكشف (+) قياس إشارة عينة، لفائف كشف الجرح مكافحة (-) بمثابة إشارة إلى يلغي الميداني المباشر من لفائف الإثارة تردد عال. أمبير - المضخم، س - خلاط، قائمة بيم فورتين - مرشح ترددات منخفضة، دق - الحصول على البيانات.الهدف = "_ فارغة"> الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

2. بناء رئيس القياس

1. بناء ف FMMD بحيث مجموعتين من الإثارة والكشف عن ملفات مرفقة أعلاه وأدناه عينة. كل مجموعة لفائف يتكون من أدنى مستوى لفائف سائق تردد، لفائف الإثارة تردد عال، ولفائف كشف التفاضلية التي تضم اثنين من لفائف معاكس الجرح صغيرة في التكوين gradiometer المحوري.
   1. السماح لالتعديل من الإثارة لفائف واحد على الأقل بالنسبة إلى لفائف كشف التفاضلية من أجل أن تكون قادرة على تحقيق التوازن في تحريض مباشر من الإثارة عالية التردد في لفائف الكشف. على سبيل المثال، جبل لفائف الإثارة على موضوع الذي يسمح الحركة النسبية لفائف الإثارة مقابل لفائف الكشف. ويرد رسم تخطيطي للف FMMD في الشكل 1 الشكل 2 يصور الرسم الهندسي، وصورة من الإعداد. مفصلةوترد المعلمات من الملفات في الجدول 1.
2. تركيب مجموعات لفائف أعلاه وأدناه عينة على دعم جامدة، مع التوجه المحوري، أنظر الشكلين 1 و 2. تأكد من أن مجموعتي فائف لا يهتز بالنسبة لبعضها البعض.
3. ضبط توازن ارتفاع وتيرة رئيس القياس من خلال تطبيق ارتفاع وتيرة الإثارة الحالية لمجموعة الإثارة لفائف منها، متفاوتة الوضع النسبي بينهما، وفي الوقت نفسه قياس إشارة الكشف في هذا التردد في مجموعة الكشف عن لفائف، وذلك باستخدام معدات مثل الذبذبات أو مكبر للصوت قفل في.
   1. ضبط الجهد المستحث مباشرة منخفضة تصل إلى بضعة بالميليفولت، أي قمع أكثر من 1000 أضعاف من تحريض مباشر. تحديد الحد من التعديل من خلال مراقبة مرحلة التحول بين الإثارة التيار والجهد الكشف. في الحد الأدنى، والجهد المستحث تحول المرحلة 90 درجة كما قارند تحريض مباشر.

يتم عرض الشكل 2. الرسم الفني وصورة لرئيس ف FMMD.-المقاطع العرضية على طول الطائرة العمودية (أعلى اليسار) والمستوى الأفقي (أسفل اليسار)، وكذلك صورة للرئيس قياس افتتح قبل لفائف متعرجا. 1 - دعم الألومنيوم، 2 - لفائف السابق لفائف كشف، 3 - الخيوط لفائف السابق لفائف الإثارة التي يمكن نقل أعلى / أسفل بالتناوب، 4 - لوحات الدعم عينة، 5 - أغطية الالومنيوم، 6 - عينة الدعم سدادة، 7 - سدادة في الاتجاه س، 8 - سدادة في الاتجاه ذ. تتم إزالة 8 للمسح الضوئي - 6. حجم الرأس ف FMMD هو 77 مم × 68 مم × 29 مم. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

3. إعداد القياس إلكترونيات

1. تكوين exciقسم الكساء، وتتألف من اثنين من مؤشرات التذبذب ومضخمات الطاقة على حد سواء منخفضة لفائف سائق تردد وتردد عال لفائف الإثارة.
   1. إعداد القسم سائق التردد المنخفض، والتي تضم المذبذب والسلطة مكبر للصوت لالتردد المنخفض و _2. حساب السلطة مكبر للصوت بحيث توفر التيار المطلوب لإنتاج الحقل من حوالي 5 مليون طن في لفائف سائق. هنا، استخدام رقاقة المباشر التجميعي الرقمية (DDS) كما مذبذب للبرمجة. توظيف عازلة عالية السرعة كما مكبر للصوت السلطة.
   2. إعداد قسم الإثارة الترددات العالية، التي تضم المذبذب والسلطة مكبر للصوت عالية التردد و _1. إعداد السلطة مكبر للصوت بحيث توفر التيار اللازمة لإنتاج الحقل من حوالي 0.5 مليون طن في لفائف الإثارة. استخدام رقاقة DDS ومنطقة عازلة عالية السرعة كما مذبذب والسلطة مكبر للصوت، على التوالي.
2. تكوين قسم الكشف وتتألف من preamplifieص، خلاط الأول ل demodulate من وتيرة عالية و _1، مكبر للصوت المتوسطة والتصفية، خلاط الثاني ل demodulate من ضعف التردد المنخفض 2 · و _2، ومرشح وإخراج السائق النهائي. بدلا من ذلك، استخدم اثنين من مكبرات الصوت للانغلاق في تنفيذ الإلكترونيات الكشف.
   1. إعداد مرحلة المضخم. حدد مضخم عمليات الإدخال (OP)، معتبرا مقاومة من لفائف كشف والمنتج كسب النطاق الترددي. تنفيذ الإجراء الأمثل الضوضاء، مع الأخذ بعين الاعتبار الضوضاء الجهد المحدد والضوضاء الحالية من البروتوكول الاختياري، كما هو موضح في المرجع. 10. اختر عالية السرعة منخفضة الضوضاء مكبر للصوت التشغيلية مع التضخيم من حوالي 100 في المرحلة الأولى. في مرحلة لاحقة هي دون تمحيص، ولكن الاختيار أن إشارة خرج تبقى في نطاق الجهد، أي عدم تشويه بسبب الحمولة الزائدة. هنا، استخدام منخفضة الضوضاء JFET المدخلات مكبر للصوت التشغيلي مع التضخيم 4.3 أضعاف.
   2. إعداد والمرحلة الإستخلاص أوال، ضرب إشارة تضخيم مع ارتفاع وتيرة و _1. استخدام مضاعف رقاقة التناظرية ومرجع له من الثاني رقاقة DDS منفصل من أجل تحقيق مرحلة قابلة للتعديل الإستخلاص. بدلا من ذلك، استخدم مكبر للصوت قفل في مثل المضخم (3.2.1)، المستخلص الأول (3.2.2) ومولد الترددات العالية (3.1.2).
   3. إعداد والتضخيم، وتصفية المرحلة المتوسطة. تنفيذ مرشح تمرير منخفض بحيث تردد إشارة في 2 · و ₂ يمر دون عائق في حين أن مكونات عالية التردد زائفة في و ₁ و 2 · و ₁ وقمعت بكفاءة. اختيار التضخيم وسيط مناسب، على سبيل المثال عن طريق اختيار اثنين من مكبرات الصوت التشغيلية للأغراض العامة مع التضخيم الإجمالي من حوالي 100.
   4. إعداد المرحلة الإستخلاص الثاني، ضرب إشارة تصفيتها وتتضخم مع ضعف التردد المنخفض 2 · و _2. استعمالمضاعف رقاقة التناظرية ومرجع له من الرابع رقاقة DDS منفصل من أجل تحقيق مرحلة قابلة للتعديل الإستخلاص. بدلا من ذلك، استخدم مكبر للصوت قفل في قادرة على الإستخلاص التوافقي الثاني مع مكبر للصوت وسيطة (3.2.3)، المستخلص الثاني في الثانية التوافقي (3.2.4)، وانخفاض مولد التردد (3.1.1).
   5. إعداد والتضخيم، وتصفية المرحلة النهائية. تنفيذ مرشح تمرير منخفض بحيث تردد إشارة على تردد المسح يمر دون عائق في حين أن مكونات عالية التردد زائفة في 4 · و ₂ وقمعت بكفاءة. اختيار التضخيم النهائي مناسبة، معتبرا المطلوب نطاق انتاج التيار الكهربائي. استخدام اثنين من مكبرات الصوت التنفيذية للأغراض العامة مع التضخيم الإجمالي من حوالي 10.

4. إعداد 2D الماسح الضوئي

1. جبل ماسح ضوئي 2D بحيث طائرة حركة عمودية على محور فائف.
2. السيطرة على الماسح الضوئي 2D و acquiri متزامننانوغرام الجهد الناتج من الالكترونيات قياس من أجل الحصول على صورة 2D للإشارة FMMD من العينة مستو باستخدام برنامج نصي محلية الصنع مكتوبة في بيثون لغة البرمجة.

5. إعداد عينة

1. استخدام جسيمات أكسيد الحديد الأسود بأقطار من 50 نانومتر و 100 نانومتر، وmaghemite الجسيمات التي يبلغ قطرها 1 ميكرون منها التركيز هو 25.0 ملغ / مل. غسل حل عن طريق إذابة الجزيئات المغناطيسية في الماء، فصل عليها باستخدام المغناطيس والتخلص من المياه. كرر الإجراء ثلاث مرات. تمييع الحل الجسيمات المغناطيسية لعشر مع الماء المقطر.
2. إعداد العينات ورقة بيليه بقطر 2.0 مم واللكم قطعة من الورق النشاف الاستيعابية باستخدام لكمة خزعة. نقع عليها في حل حبة المغناطيسي تركيزات مختلفة لمدة 30 ثانية، والسماح لهم الجافة في الهواء. هنا، استخدام تركيزات 0.04، 0.2، 1، 5، و 25 ملغ / مل من 100 نانومتر الجزيئات الحجم.
3. إعداد العينة باستخدام nitrocellulosغشاء (ه) من حجم 2.0 مم × 18.0 مم. نقع الغشاء مع مخفف 1 ميكرومتر حل قطر الجسيمات. تحضير عينة واحدة عن طريق نقع الغشاء بشكل متساو، وآخر عن طريق التدرج التركيز. القيام بذلك عن طريق نقع طرفي الغشاء في حل الخرز مع تركيز مختلفة، مما أدى إلى تركيز الانحدار (الشكل 5).
4. إعداد عينة في أنبوب شعري من 10 حجم ميكرولتر، قطرها الخارجي 400 ميكرون، وطول 40 مم. ملء الأنابيب الشعرية مع مخفف 50 نانومتر حل قطر الجسيمات. إعداد microtube الثاني مع 20x ومحلول مخفف (مزيج 100 ميكرولتر من محلول مخفف مع 1.9 مل من الماء).

6. تنفيذ 2D FMMD المسح الضوئي

1. حدد منطقة المسح الضوئي وفقا لأبعاد مستو ل× (ب) من العينة. أدخل القيم في برنامج المسح.
2. تحديد الاتجاه خطوة. عادة، وأقصر من البعدين مستو، دعونا نسميها ب م>، وسيتم اختيار كما يخطو باتجاه لأن ذلك يتطلب أقل من الخطوات، وبالتالي أقل التسارع والتباطؤ مراحل.
3. حدد مسح سرعة الخامس، مع النظر في تخفيض إشارة بسبب ترشيح تمرير منخفض، انظر المناقشة. ضبط السرعة إلى قيمة تتراوح بين 1 و 7 ملم / ثانية. أدخل القيمة في برنامج المسح.
4. حدد مسافة خطوة Δ ب، مع الأخذ في الاعتبار أنه لا يلزم أن يكون أصغر بكثير من التحليل المكاني للتحقيق، وإجمالي الوقت t المسح والتي سوف تكون على الأقل ر = أ / ع · ب / ب +1 Δ). أدخل المسافة خطوة في البرنامج.
5. جبل العينة على الماسح الضوئي 2D. إصلاحه على لوحة من البلاستيك باستخدام شريط لاصق.

يتم تثبيتها الشكل 3. صور من الإعداد قياس ف FMMD. العينة مع شريط لاصق على الناقل البلاستيك انتقلت من السياراتمرحلة (يسار). ثم يتم فحص العينة في الرأس ف FMMD (يمين). الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

6. إجراء مسح عن طريق الضغط على زر البداية. يمسح من الأرقام 5 و 6 غطاء على 20.0 ملم (المحور س) × 25.0 ملم (ذ محور) المنطقة، أي ستة 25 ملم تم مسحها ضوئيا آثار طويلة على طول المحور ص، مع خطوات 4.0 ملم في الاتجاه س، بسرعة المرحلة 1.0 ملم / ثانية. هذا لا يرقى إلى وقت المسح حوالي 2 دقيقة.

الشكل واجهة المستخدم الرسومية 4. من برنامج المسح. يتم إدخال المعلمات مسح هنا. بدء تشغيل قياس عن طريق الضغط على الزر الأحمر.

تجهيز 7. صورة

1. تحويل البيانات الخام إلى شكل مصفوفة باستخدام homemadالنصي الإلكترونية في بيثون. تسجيل البيانات الأولية للمسح كامل مع القيم الإضافية في 2 عمود قيم مفصولة بفواصل (CSV) ملف الشكل. يشير إلى عمود إضافي لالتقاط البيانات المناظرة خلال حركة التنقل. شرائح النصي عمود البيانات الخام عند كل تغيير للقيمة عمود اضافية ويزيل شرائح البيانات أثناء التنقل الحركة. فإنه يبني أيضا المصفوفة الناتجة عن طريق وضع شرائح المتبقية على التوالي في صفوف أو أعمدة مصفوفة ويكتب المصفوفة إلى ملف تنسيق CSV.
   ملاحظة: يتم إنشاء الصور ف FMMD هذه الدراسة باستخدام برنامج نصي الثعبان. تستخدم وظيفة pyplot.contour وظيفة pyplot.imshow من المكتبة matplotlib لالثعبان بشكل تراكمي لإعداد ملامح وألوان الخلفية، على التوالي.

ويبين الشكل 5A توزيع حساسية المحسوب لالمزدوج التفاضلية الداخلي لفائف كشف بوصفها وظيفة من الإحداثيات x و y في الطائرة عينة. تم احتسابها في نهج معكوس من خلال تحديد تراكب من المجالات المغناطيسية في كل نقطة (س، ص) في الطائرة المركزية التي تولدها كل لفائف الكشف عن أربعة. في الاتجاه المعاكس، وهذا يحدد حساسية لفائف الكشف عن لحظة المغناطيسي في كل من هذه النقاط. تم إجراء حساب عن طريق تقريب فائف كما لفائف طويلة من ارتفاع ضئيل. وهكذا، فإن توزيع حساسية هو مبين في الشكل 5A يمثل خريطة حساسية في الطائرة المسح الضوئي، ويسمى وظيفة انتشار نقطة (قوات الأمن الفلسطينية). بطريقة مماثلة، ويبين الشكل 5B حساسية بوصفها وظيفة من محوري تنسيق ض وشعاعي تنسيق ص (ص س 2 + ص 2)، وبالتالي إعطاء تعيين العمودي للحساسية في شق الرأس القياس. أصل س = 0 و y = 0 يقع بالضبط في وسط لفائف الكشف. التباعد بين مراكز لفائف كشف العلوي والسفلي 2 مم. يتم سرد المعلمات لفائف في الجدول 1. ويبين الشكل 5C نتيجة المسح التجريبي على عينة خط سلسلة من نوع أعدت وفقا لبروتوكول 5.2. وعلى سبيل المقارنة، تم حساب أثر حساسية من خلال دمج عدديا وظيفة انتشار نقطة مبين في الشكل 5A أكثر من 2 مم خط المثالي واسعة. الاتفاق هو جيد، إلا أن أكتاف السلبية في إشارة محسوبة لا وحظ تجريبيا. في المحاكاة، وهذه الأجزاء السلبية تأتي من مساهمات سلبية من لفائف المرجعية التي هي أكثر في النظام حقل بكثير من لفائف كشف بجانب سام سبيل. ونحن نعتقد أن المبالغة في تقدير مساهمة سلبية في محاكاة لأن يقترب من لفائف مع ارتفاع ضئيل من اللفات.

الشكل 5. الأداء من الرأس القياس. توزيع حساسية المحسوبة للرئيس القياس (أ) بوصفها وظيفة من مستو إحداثيات س و ص ل z = 0، (ب) بوصفها وظيفة من محوري تنسيق ض وشعاعي تنسيق ص . ونظرا لحساسية نسبيا إلى مركز بين لفائف كشف العلوي والسفلي عند x = 0، ص = 0 و ص = 0. (ج) مقارنة حساسية قياس والمحاكاة. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

"jove_content" FO: المحافظة على together.within الصفحات = "1"> حسبنا حد الكشف الفعلي للملف في تردد قياس و 1 = 76.56 كيلو هرتز فيما يتعلق حظات المغناطيسي في مركز رأس القياس. لحساب، تم نقل المعلمات من لفائف الداخلي كما هو موضح في الجدول رقم 1، على افتراض عامل تعبئة (أي جزء النحاس في اللفات المقطع العرضي) من K F = 0.5. حصلنا على حساسية العزم المغناطيسي للم 0 / √ و = 1.8 · 10 -14 ام 2 / √Hz. ل1 ثانية قياس الوقت، وهذا يرقى إلى الحد الأدنى لحظة المغناطيسي للحل من م 0 = 7.3 · 10 -14 ام 2. هذه القيمة غير قابلة للمقارنة من حد الكشف التي يمكن الحصول عليها مع 8 مم رئيس قياس قطرها القياسي (14).

ويبين الشكل 6A والاشاراتل كثافة بوصفها وظيفة من تركيز المحلول الخرز المغناطيسي. وكانت سرعة المسح الضوئي 1.0 سم / دقيقة. وكان تركيز الكريات رقة أعدت وفقا لبروتوكول 5.2 متنوع ،04-25،0 ملغ / مل. أشرطة الخطأ دلالة على الانحراف المعياري للقياس FMMD. أظهرت النتائج وجود علاقة قوية بين تركيز حبات مغناطيسية وإشارة من كاشف. تم تقييم معامل التحديد R 2 من الانحدار الخطي كما 0.98 الشكل يظهر 6B العلاقة المقاسة بين سرعة مرحلة المسح الضوئي وشدة إشارة قياس مع 5 ملغ / مل عينة رقة بيليه وفقا لبروتوكول 5.3. وقد تبين أن إشارات أعلى يمكن الحصول على سرعة أقل.

الشكل 6. المعايرة. منحنى المعايرة تطبيع من (أ) ص-FMقياس MD باستخدام تركيزات مختلفة من حبات مغناطيسية. كما العينات، تم إعداد الكريات رقة مع قطرها 2.0 مم باستخدام لكمة خزعة، غارقة في حل الجسيمات المغناطيسية تركيزات مختلفة (انظر بروتوكول 5.3). أصدر رئيس قياس الكريات الورق مع تركيزات مختلفة من النائب. تم تعديل سرعة المرحلة إلى 1.0 ملم / ثانية. (ب) شدة الإشارة وظيفة من سرعة المرحلة XY عن 5.0 ملغ / مل عينة رقة بيليه. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

ويبين الشكل 7 صورة لعينات غشاء من نوع أعدت وفقا لبروتوكول 5.4 وإعادة بناء صورة ف FMMD تم الحصول عليها من ذلك. منطقة الصورة وكذلك منطقة المسح الضوئي على حد سواء 20 ملم × 25 ملم. المقارنة بين ف FMMD تفحص مع الصورة البصرية للsampl الدراسي يوضح ه بوضوح جدوى استخدام ف FMMD كما MPI الماسح الضوئي. ومع ذلك، فإن المسح ف FMMD أوسع بعض الشيء من الشيء حقيقي. هذا توسيع ويمكن أن يعزى ذلك أساسا إلى التعريف حساسية من الرأس القياس. كما هو مبين في الشكل 5A، وتوسيع قياس توزيع الجسيمات المغناطيسية بواسطة هذا التوزيع حتى إلى ± 2.0 ملم من وسط رؤساء القياس.

الرقم 7. 2D FMMD مسح (أ) صورة من نوع سلسلة العينة. تم إعداد العينة باستخدام غشاء النيتروسليلوز غارقة مع 1 ميكرومتر قطر الجسيمات maghemite حل SiMAG-Silanol نرى بروتوكول 5.4. (ب) صورة أعيد بناؤها MPI، حجم 20 ملم × 25 ملم. يتم فحص العينة بشكل مستمر في الاتجاه ذ وداس على التوالي في الاتجاه x بواسطة 4 مم.EF = "https://www.jove.com/files/ftp_upload/53869/53869fig7large.jpg" الهدف = "_ فارغة"> الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

وتم إعداد العينة الثانية، تتكون من اثنين من microtubes مليئة مختلف تركيز الجسيمات المغناطيسية، كما هو موضح في بروتوكول 5.5. يبين الشكل 8 صورة للعينة وإعادة بناء صورة ف FMMD، على حد سواء مع حجم 20 ملم × 25 ملم. يوضح هذا المثال أن التركيزات المختلفة بمعامل 20 يمكن تصوير جيدا مع ملامح الصورة تتجلى بوضوح.

الرقم 8. 2D FMMD المسح الضوئي. (أ) صورة من اثنين microtubes من 10 حجم ميكرولتر مع تركيزات عينة مختلفة من السوائل MAG-أمين، انظر بروتوكول 5.5. (ب) أعيد بناؤها MPI صورة، حجم 20 ملم و# 215؛ 25 ملم. يتم فحص العينة بشكل مستمر في الاتجاه ذ وداس على التوالي في الاتجاه x بواسطة 4 مم. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

0.08

	أبعاد لفائف	اللفات	لفائف أدناه عينة	لفائف فوق عينة
ملف	R 1 [مم] ل	W [مم] ب	H [مم] ج	عدد اللفات	سلك Ø [مم]	R [Ω] د	L [حسن] ه	R [Ω] د	L [حسن] ه
قياس	1.0	4.0	1.7	2 × 600	47.67	0.95	47.66	0.95
إثارة	3.8	8.5	1.0	476	0.10	29.90	1.56	29.70	1.45
سائق	5.0	8.5	5.0	2000	0.12	190.75	36.90	141.28	37.90
آر 1 هي دائرة نصف قطرها الداخلي من الملف. متوسط ​​نصف قطرها R 1 + H / 2، دائرة نصف قطرها الخارجي هو R 1 + H.
ب W هو عرض لفائف، أي قطاع عريض من اللفات.
ج H هو ارتفاع اللفات فائف.
د R يدل على مقاومة أومية في العاصمة. في حالة لفائف قياس، فمن رانه سلسلة المقاومة في كل من لفائف.
البريد L يدل على الحث، وتقاس بمقياس الحث على 1 كيلو هرتز.

معلمات الجدول 1. لفائف. الأبعاد واللفات من لفائف الرأس القياس.

ليس لدى المؤلفين ما يكشفون عنه.