[发明专利]利用磁共振检测目的物

说明书

优先权请求

本申请案主张2011年3月22日递交的美国临时专利申请案No.61/466,135,2011年8月4日递交的美国临时专利申请案No.61/515,065,以及2011年8月4日递交的美国临时专利申请案No.61/515,150之利益及优先权，其整体揭示内容全文以引用的方式并入本文中。

关于联邦政府资助的研究成果声明

本文所描述的研究工作得到了通过国立卫生研究院资助编号R01-EB004626，HHSN268201000044C，U54-CA119349，和T32-CA79443提供的资金资助，其中每项资助均受联邦政府管理，其对本发明拥有一定的权利。

发明背景

生物样品中的生物标志物的快速而准确的测量为量化化学实体提供了各种信息，以便有助于疾病的早期检测，并在机体水平上洞悉该疾病的生物学信息。检测这些生物标志物的方法之一包括使用诊断性磁共振技术（DMR）。人们已经将DMR发展成为一个定量快速检测生物样品中分子生物标志物的平台。根据核磁共振（NMR）的原理，DMR是在静磁场下测量样品中的质子自旋的弛豫时间（纵向T₁或横向T₂），其中感兴趣的生物靶向物质用靶向特定的磁性粒子（例如，纳米粒子）标记。含有磁性粒子标记的生物靶向物质的样品具有较短的弛豫时间，因为NMR信号在该时域内衰减更快。然而，在某些情况下，环境和系统温度的变化会引起静磁场的波动。这种磁场波动会引起检测错误。因此，在环境不受控的情况下获得的测量结果可能是不可靠的。此外，控制环境和系统的温度的努力会增加DMR系统的成本和尺寸，以至于它们不能作为点护理使用的理想设备。

发明概述

本发明公开的是利用磁共振检测目标物质的系统和方法。其中可能包含一种或多种目标分析物的流体样品与作为近距离传感器的磁性粒子相混合。混合物暴露在RF励磁信号和磁场下并响应产生核磁共振信号。所测得的磁共振信号的频率差异通过调整RF励磁信号的频率进行补偿的。

一方面，本发明公开了一种便携式磁共振系统，所述系统包括一块永久磁铁，一个核磁共振探头，和控制电子元件。配置所述控制电子元件的目的是用于向探头传输具有激发频率f的磁共振励磁信号，从探头接收磁共振测量信号，在磁共振测量信号中检测磁共振频率f₀，并自动调整励磁频率f，直至励磁频率和磁共振频率之间的差异约等于预定的偏移量。

在一些实施方案中，将所述控制电子元件进一步配置为，当励磁频率和磁共振频率之间的差异约等于预定的偏移量时，用于根据磁共振测量信号测量至少一个样品的纵向弛豫时间T₁和一个样品的横向弛豫时间T₂。

在一些实施方案中，将所述控制电子元件配置为根据磁共振测量信号的功率频谱检测核磁共振频率f₀。

在某些实施方案中，所述核磁共振探头包括一个封装块和一个位于封装块内的嵌入式微线圈。封装块可能包括聚二甲基硅氧烷（PDMS）。封装块可能包括一个用于接收样品容器的孔。微线圈可以环绕在孔周围。

在一些实施方式中，所述永久磁铁包括一个配置用于接收核磁共振探头的开口。该开口可以从磁铁的第一侧通过磁铁中心到对面的磁铁第二侧。

在一些实施方式中，所述诊断系统包括一配置用于容纳样品流体的微流体网络。

在一些实施方式中，所述磁共振诊断系统还包括一个便携式数据处理装置，该装置用于和控制电子元件通信，在所述控制电子元件中，可以操作所述便携式数据处理装置用于发送一个或多个指令给控制电子元件来启动至少一个样品的纵向弛豫时间T₁或一个样品的横向弛豫时间T₂的测量，从控制电子元件接收对应样品的纵向弛豫时间T₁或样品的横向弛豫时间T₂或这两者的数据，并将所述数据输出给显示器。