專利名稱：基于復(fù)合磁場(chǎng)的磁性納米顆粒磁感應(yīng)熱聚焦系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于生物與醫(yī)學(xué)納米材料技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于復(fù)合磁場(chǎng)的磁性納米顆粒磁感應(yīng)熱聚焦系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
磁性納米顆粒在交變磁場(chǎng)作用下能夠升溫。一般我們用單位質(zhì)量的磁性材料在單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量亦即比產(chǎn)熱功率(SAR)來表征其熱效應(yīng)的大小，具體計(jì)算公式為SAR = C · Δ T/ Δ t · 1/mFe其中C是樣品的比熱，取鐵氧體納米顆粒的比熱和水的比熱的質(zhì)量平均，AT/At 是溫度-時(shí)間曲線的起始斜率，mFe則是每克鐵氧體納米顆粒分散在溶液中金屬離子的含量。磁性納米顆粒的熱損耗主要是由磁滯和弛豫效應(yīng)造成，而且其大小與材料的物化性質(zhì)和交變磁場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)和頻率有關(guān)。尺寸較大(大于單疇尺寸)的鐵磁或亞鐵磁納米顆粒在反復(fù)磁化的過程中，它的磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化總是滯后于它的磁場(chǎng)強(qiáng)度，這種現(xiàn)象叫磁滯，它的磁通密度B與磁場(chǎng)強(qiáng)度H之間呈現(xiàn)磁滯回線關(guān)系。在磁化過程中由磁滯現(xiàn)象引起的能量損失叫做磁滯損耗。經(jīng)一次磁化循環(huán)，每單位體積材料中的磁滯損耗等于磁滯回線的面積，這部分能量轉(zhuǎn)化為熱能。如果所加的磁場(chǎng)振幅不大，則磁化一周得到的磁滯回線可以用解析式來表示。這種磁滯回線稱為瑞利磁滯回線。瑞利磁滯回線所對(duì)應(yīng)的磁場(chǎng)范圍稱為瑞利區(qū)。在低頻弱場(chǎng)區(qū)內(nèi)
由磁滯效應(yīng)引起的損耗功率
權(quán)利要求
1.一種基于復(fù)合磁場(chǎng)的磁性納米顆粒磁感應(yīng)熱聚焦系統(tǒng)，包括產(chǎn)生交變磁場(chǎng)的裝置和磁性納米顆粒，所述產(chǎn)生交變磁場(chǎng)的裝置產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，磁性納米顆粒位于該交變磁場(chǎng)中， 其特征在于還包括至少兩塊分布在所述產(chǎn)生交變磁場(chǎng)的裝置的兩側(cè)且同極相對(duì)的永磁體，所述永磁體距產(chǎn)生交變磁場(chǎng)的裝置的中心線的距離大致相等。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于復(fù)合磁場(chǎng)的磁性納米顆粒磁感應(yīng)熱聚焦系統(tǒng)，其特征在于所述磁性納米顆粒的粒徑為1-lOOnm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于復(fù)合磁場(chǎng)的磁性納米顆粒磁感應(yīng)熱聚焦系統(tǒng)，其特征在于所述磁性納米顆粒的SAR值大于50w/g。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于復(fù)合磁場(chǎng)的磁性納米顆粒磁感應(yīng)熱聚焦系統(tǒng)，其特征在于所述產(chǎn)生交變磁場(chǎng)的裝置為鐵氧體線圈或螺線管線圈。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于復(fù)合磁場(chǎng)的磁性納米顆粒磁感應(yīng)熱聚焦系統(tǒng)，其特征在于所述交變磁場(chǎng)的頻率為50kHz-lMHz，功率為10kw_100kw。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于復(fù)合磁場(chǎng)的磁性納米顆粒磁感應(yīng)熱聚焦系統(tǒng)，其特征在于所述同極相對(duì)的永磁體之間的距離為l-50cm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于復(fù)合磁場(chǎng)的磁性納米顆粒磁感應(yīng)熱聚焦系統(tǒng)，其特征在于每塊所述永磁體的磁感應(yīng)強(qiáng)度為0. 1-0. 5特斯拉。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于復(fù)合磁場(chǎng)的磁性納米顆粒磁感應(yīng)熱聚焦系統(tǒng)，其特征在于對(duì)所述永磁體用循環(huán)水冷卻保護(hù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于復(fù)合磁場(chǎng)的磁性納米顆粒磁感應(yīng)熱聚焦系統(tǒng)，其特征在于所述永磁體的數(shù)量為兩塊，且其連線與產(chǎn)生交變磁場(chǎng)的裝置的中心線大致垂直。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于復(fù)合磁場(chǎng)的磁性納米顆粒磁感應(yīng)熱聚焦系統(tǒng)，其特征在于所述永磁體的數(shù)量為四塊且兩組同極相對(duì)的永磁體之間的角度為30-90度。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于復(fù)合磁場(chǎng)的磁性納米顆粒磁感應(yīng)熱聚焦系統(tǒng)，包括產(chǎn)生交變磁場(chǎng)的裝置和磁性納米顆粒，所述產(chǎn)生交變磁場(chǎng)的裝置產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，磁性納米顆粒分散于該交變磁場(chǎng)中，還包括至少兩塊分布在所述產(chǎn)生交變磁場(chǎng)的裝置的兩側(cè)且同極相對(duì)的永磁體，所述永磁體距產(chǎn)生交變磁場(chǎng)的裝置的中心線的距離大致相等。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了對(duì)磁性納米顆粒熱效應(yīng)的精確控制和對(duì)分散有磁性納米顆粒區(qū)域內(nèi)局部位置的選擇性升溫，成本較低，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)腫瘤區(qū)域的選擇性加熱，從而減輕熱療對(duì)正常組織的損傷。本發(fā)明同時(shí)還可以應(yīng)用于對(duì)化學(xué)反應(yīng)體系的區(qū)域選擇性加熱，從而達(dá)到控制化學(xué)反應(yīng)速率的目的。
文檔編號(hào)H01F7/02GK102179005SQ20111014454
公開日2011年9月14日 申請(qǐng)日期2011年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月31日
發(fā)明者嚴(yán)長(zhǎng)志, 張宇, 沈旭黎, 董金來, 顧寧, 馬明 申請(qǐng)人:東南大學(xué)