公开(公告)号：US08570035B2

公开(公告)日：2013-10-29

申请号：US12747488

申请日：2008-12-12

申请人： David Wemmer ,  Alexander Pines ,  Louis Bouchard ,  Shoujun Xu ,  Elad Harel ,  Dmitry Budker ,  Thomas Lowery ,  Micah Ledbetter

发明人： David Wemmer ,  Alexander Pines ,  Louis Bouchard ,  Shoujun Xu ,  Elad Harel ,  Dmitry Budker ,  Thomas Lowery ,  Micah Ledbetter

IPC分类号： G01V3/00

CPC分类号： G01R33/0322

摘要： A novel approach to magnetic resonance imaging is disclosed. Blood flowing through a living system is prepolarized, and then encoded. The polarization can be achieved using permanent or superconducting magnets. The polarization may be carried out upstream of the region to be encoded or at the place of encoding. In the case of an MRI of a brain, polarization of flowing blood can be effected by placing a magnet over a section of the body such as the heart upstream of the head. Alternatively, polarization and encoding can be effected at the same location. Detection occurs at a remote location, using a separate detection device such as an optical atomic magnetometer, or an inductive Faraday coil. The detector may be placed on the surface of the skin next to a blood vessel such as a jugular vein carrying blood away from the encoded region.

摘要翻译： 公开了一种新的磁共振成像方法。 流过生命系统的血液是预极化的，然后被编码。 可以使用永磁体或超导磁体实现极化。 极化可以在要编码的区域的上游或在编码的地方进行。 在脑的MRI的情况下，流动的血液的极化可以通过将磁体放置在身体的一部分上，例如头部上游的心脏。 或者，极化和编码可以在相同的位置进行。 使用诸如光学原子磁强计之类的单独检测装置或感应式法拉第线圈在远程位置进行检测。 检测器可以放置在皮肤表面上，紧靠血管如颈静脉，血液远离编码区域。

公开(公告)号：US20110001478A1

公开(公告)日：2011-01-06

申请号：US12747488

申请日：2008-12-12

申请人： David Wemmer ,  Alex Pines ,  Louis Bouchard ,  Shoujun Xu ,  Elad Harel ,  Dmitry Budker ,  Thomas Lowery ,  Micah Ledbetter

发明人： David Wemmer ,  Alex Pines ,  Louis Bouchard ,  Shoujun Xu ,  Elad Harel ,  Dmitry Budker ,  Thomas Lowery ,  Micah Ledbetter

IPC分类号： G01R33/48

CPC分类号： G01R33/0322

摘要： A novel approach to magnetic resonance imaging is disclosed. Blood flowing through a living system is prepolarized, and then encoded. The polarization can be achieved using permanent or superconducting magnets. The polarization may be carried out upstream of the region to be encoded or at the place of encoding. In the case of an MRI of a brain, polarization of flowing blood can be effected by placing a magnet over a section of the body such as the heart upstream of the head. Alternatively, polarization and encoding can be effected at the same location. Detection occurs at a remote location, using a separate detection device such as an optical atomic magnetometer, or an inductive Faraday coil. The detector may be placed on the surface of the skin next to a blood vessel such as a jugular vein carrying blood away from the encoded region.

摘要翻译： 公开了一种新的磁共振成像方法。 流过生命系统的血液是预极化的，然后被编码。 可以使用永磁体或超导磁体实现极化。 极化可以在要编码的区域的上游或在编码的地方进行。 在脑的MRI的情况下，流动的血液的极化可以通过将磁体放置在身体的一部分上，例如头部上游的心脏。 或者，极化和编码可以在相同的位置进行。 使用诸如光学原子磁强计之类的单独检测装置或感应式法拉第线圈在远程位置进行检测。 检测器可以放置在皮肤表面上，紧靠血管如颈静脉，血液远离编码区域。

公开(公告)号：US20070205767A1

公开(公告)日：2007-09-06

申请号：US11563537

申请日：2006-11-27

申请人： Shoujun Xu ,  Thomas Lowery ,  Dmitry Budker ,  Valeriy Yashchuk ,  David Wemmer ,  Alexander Pines

发明人： Shoujun Xu ,  Thomas Lowery ,  Dmitry Budker ,  Valeriy Yashchuk ,  David Wemmer ,  Alexander Pines

IPC分类号： G01V3/00

CPC分类号： G01R33/26

摘要： A laser-based atomic magnetometer (LBAM) apparatus measures magnetic fields, comprising: a plurality of polarization detector cells to detect magnetic fields; a laser source optically coupled to the polarization detector cells; and a signal detector that measures the laser source after being coupled to the polarization detector cells, which may be alkali cells. A single polarization cell may be used for nuclear magnetic resonance (NMR) by prepolarizing the nuclear spins of an analyte, encoding spectroscopic and/or spatial information, and detecting NMR signals from the analyte with a laser-based atomic magnetometer to form NMR spectra and/or magnetic resonance images (MRI). There is no need of a magnetic field or cryogenics in the detection step, as it is detected through the LBAM.

摘要翻译： 基于激光的原子磁强计（LBAM）装置测量磁场，包括：多个检测磁场的偏振检测器单元; 光学耦合到所述偏振检测器单元的激光源; 以及信号检测器，其在耦合到可以是碱电池的偏振检测器单元之后测量激光源。 通过对分析物的核自旋进行预极化，编码光谱和/或空间信息，并用基于激光的原子磁强计检测来自分析物的NMR信号，可以将单个极化单元用于核磁共振（NMR），以形成NMR光谱， /或磁共振图像（MRI）。 在检测步骤中不需要磁场或低温，因为它通过LBAM检测。

公开(公告)号：US07994783B2

公开(公告)日：2011-08-09

申请号：US12367292

申请日：2009-02-06

申请人： Micah P. Ledbetter ,  Igor M. Savukov ,  Dmitry Budker ,  Vishal K. Shah ,  Svenja Knappe ,  John Kitching ,  David J. Michalak ,  Shoujun Xu ,  Alexander Pines

发明人： Micah P. Ledbetter ,  Igor M. Savukov ,  Dmitry Budker ,  Vishal K. Shah ,  Svenja Knappe ,  John Kitching ,  David J. Michalak ,  Shoujun Xu ,  Alexander Pines

IPC分类号： G01V3/00

CPC分类号： G01R33/26 ,  G01R33/282

摘要： An integral microfluidic device includes an alkali vapor cell and microfluidic channel, which can be used to detect magnetism for nuclear magnetic resonance (NMR) and magnetic resonance imaging (MRI). Small magnetic fields in the vicinity of the vapor cell can be measured by optically polarizing and probing the spin precession in the small magnetic field. This can then be used to detect the magnetic field of in encoded analyte in the adjacent microfluidic channel. The magnetism in the microfluidic channel can be modulated by applying an appropriate series of radio or audio frequency pulses upstream from the microfluidic chip (the remote detection modality) to yield a sensitive means of detecting NMR and MRI.

摘要翻译： 一体化的微流体装置包括碱蒸汽池和微流体通道，其可用于检测核磁共振（NMR）和磁共振成像（MRI）的磁性。 可以通过光学偏振和探测小磁场中的自旋进动来测量蒸气室附近的小磁场。 这可以用于检测相邻微流体通道中的编码分析物中的磁场。 通过在微流体芯片（远程检测模式）上游应用适当的无线电或音频脉冲序列来调节微流体通道中的磁性，以产生检测NMR和MRI的敏感手段。

公开(公告)号：US20100264917A1

公开(公告)日：2010-10-21

申请号：US12753306

申请日：2010-04-02

申请人： Dmitry Budker ,  Alexander Pines ,  Shoujun Xu ,  Christian Hilty ,  Micah P. Ledbetter ,  Louis S. Bouchard

发明人： Dmitry Budker ,  Alexander Pines ,  Shoujun Xu ,  Christian Hilty ,  Micah P. Ledbetter ,  Louis S. Bouchard

IPC分类号： G01R33/44 ,  G01R33/02

CPC分类号： G01R33/093 ,  B82Y25/00 ,  E03F3/046 ,  G01N24/08 ,  G01R33/302 ,  G01R33/307 ,  G01R33/323 ,  G01R33/36 ,  G01R33/44 ,  G01R33/50 ,  G01R33/5602 ,  G01R33/56375

摘要： A method and apparatus are described wherein a micro sample of a fluidic material may be assayed without sample contamination using NMR techniques, in combination with magnetoresistive sensors. The fluidic material to be assayed is first subject to pre-polarization, in one embodiment, by passage through a magnetic field. The magnetization of the fluidic material is then subject to an encoding process, in one embodiment an rf-induced inversion by passage through an adiabatic fast-passage module. Thereafter, the changes in magnetization are detected by a pair of solid-state magnetoresistive sensors arranged in gradiometer mode. Miniaturization is afforded by the close spacing of the various modules.

摘要翻译： 描述了一种方法和装置，其中可以使用NMR技术结合磁阻传感器来测定流体材料的微样品而不使用样品污染。 要测定的流体物质首先经过预极化，在一个实施方案中，通过磁场。 然后流体材料的磁化受到编码过程，在一个实施方案中，通过通过绝热快速通道模块的rf诱导的反转。 此后，通过以梯度计模式布置的一对固态磁阻传感器来检测磁化的变化。 通过各种模块的紧密间隔提供小型化。

公开(公告)号：US20090256561A1

公开(公告)日：2009-10-15

申请号：US12367292

申请日：2009-02-06

申请人： Micah P. Ledbetter ,  Igor M. Savukov ,  Dmitry Budker ,  Vishal K. Shah ,  Svenja Knappe ,  John Kitching ,  David J. Michalak ,  Shoujun Xu ,  Alexander Pines

发明人： Micah P. Ledbetter ,  Igor M. Savukov ,  Dmitry Budker ,  Vishal K. Shah ,  Svenja Knappe ,  John Kitching ,  David J. Michalak ,  Shoujun Xu ,  Alexander Pines

IPC分类号： G01R33/26

CPC分类号： G01R33/26 ,  G01R33/282

摘要： An integral microfluidic device includes an alkali vapor cell and microfluidic channel, which can be used to detect magnetism for nuclear magnetic resonance (NMR) and magnetic resonance imaging (MRI). Small magnetic fields in the vicinity of the vapor cell can be measured by optically polarizing and probing the spin precession in the small magnetic field. This can then be used to detect the magnetic field of in encoded analyte in the adjacent microfluidic channel. The magnetism in the microfluidic channel can be modulated by applying an appropriate series of radio or audio frequency pulses upstream from the microfluidic chip (the remote detection modality) to yield a sensitive means of detecting NMR and MRI.

摘要翻译： 一体化的微流体装置包括碱蒸汽池和微流体通道，其可用于检测核磁共振（NMR）和磁共振成像（MRI）的磁性。 可以通过光学偏振和探测小磁场中的自旋进动来测量蒸气室附近的小磁场。 这可以用于检测相邻微流体通道中的编码分析物中的磁场。 通过在微流体芯片（远程检测模式）上游应用适当的无线电或音频脉冲序列来调节微流体通道中的磁性，以产生检测NMR和MRI的敏感手段。

公开(公告)号：US08547095B2

公开(公告)日：2013-10-01

申请号：US12753306

申请日：2010-04-02

申请人： Dmitry Budker ,  Alexander Pines ,  Shoujun Xu ,  Christian Hilty ,  Micah P. Ledbetter ,  Louis S. Bouchard

发明人： Dmitry Budker ,  Alexander Pines ,  Shoujun Xu ,  Christian Hilty ,  Micah P. Ledbetter ,  Louis S. Bouchard

IPC分类号： G01V3/00

CPC分类号： G01R33/093 ,  B82Y25/00 ,  E03F3/046 ,  G01N24/08 ,  G01R33/302 ,  G01R33/307 ,  G01R33/323 ,  G01R33/36 ,  G01R33/44 ,  G01R33/50 ,  G01R33/5602 ,  G01R33/56375

摘要： A method and apparatus are described wherein a micro sample of a fluidic material may be assayed without sample contamination using NMR techniques, in combination with magnetoresistive sensors. The fluidic material to be assayed is first subject to pre-polarization, in one embodiment, by passage through a magnetic field. The magnetization of the fluidic material is then subject to an encoding process, in one embodiment an rf-induced inversion by passage through an adiabatic fast-passage module. Thereafter, the changes in magnetization are detected by a pair of solid-state magnetoresistive sensors arranged in gradiometer mode. Miniaturization is afforded by the close spacing of the various modules.

摘要翻译： 描述了一种方法和装置，其中可以使用NMR技术结合磁阻传感器来测定流体材料的微样品而不使用样品污染。 要测定的流体物质首先经过预极化，在一个实施方案中，通过磁场。 流体材料的磁化然后进行编码过程，在一个实施方案中，通过通过绝热快速通道模块的rf诱导的反转。 此后，通过以梯度计模式布置的一对固态磁阻传感器来检测磁化的变化。 通过各种模块的紧密间隔提供小型化。

公开(公告)号：US07573264B2

公开(公告)日：2009-08-11

申请号：US11563537

申请日：2006-11-27

申请人： Shoujun Xu ,  Thomas L. Lowery ,  Dmitry Budker ,  Valeriy V. Yashchuk ,  David E. Wemmer ,  Alexander Pines

发明人： Shoujun Xu ,  Thomas L. Lowery ,  Dmitry Budker ,  Valeriy V. Yashchuk ,  David E. Wemmer ,  Alexander Pines

IPC分类号： G01V3/00

CPC分类号： G01R33/26

摘要： A laser-based atomic magnetometer (LBAM) apparatus measures magnetic fields, comprising: a plurality of polarization detector cells to detect magnetic fields; a laser source optically coupled to the polarization detector cells; and a signal detector that measures the laser source after being coupled to the polarization detector cells, which may be alkali cells. A single polarization cell may be used for nuclear magnetic resonance (NMR) by prepolarizing the nuclear spins of an analyte, encoding spectroscopic and/or spatial information, and detecting NMR signals from the analyte with a laser-based atomic magnetometer to form NMR spectra and/or magnetic resonance images (MRI). There is no need of a magnetic field or cryogenics in the detection step, as it is detected through the LBAM.

摘要翻译： 基于激光的原子磁强计（LBAM）装置测量磁场，包括：多个检测磁场的偏振检测器单元; 光学耦合到所述偏振检测器单元的激光源; 以及信号检测器，其在耦合到可以是碱电池的偏振检测器单元之后测量激光源。 通过对分析物的核自旋进行预极化，编码光谱和/或空间信息，并用基于激光的原子磁强计检测来自分析物的NMR信号，可以将单个极化单元用于核磁共振（NMR），以形成NMR光谱， /或磁共振图像（MRI）。 在检测步骤中不需要磁场或低温，因为它通过LBAM检测。

公开(公告)号：US08802057B2

公开(公告)日：2014-08-12

申请号：US13187585

申请日：2011-07-21

申请人： Shoujun Xu ,  Li Yao

发明人： Shoujun Xu ,  Li Yao

IPC分类号： A61K49/06 ,  G01N33/50 ,  A61K49/18 ,  G01N33/543 ,  G01N33/532

CPC分类号： A61K49/1872 ,  G01N33/5014 ,  G01N33/532 ,  G01N33/54326

摘要： A method of detecting target molecules comprising; conjugating a first magnetic particle to a first ligand to form a first magnetic particle ligand conjugate; adding the conjugate to a sample containing target molecules to form a mixture comprising, the free conjugate and conjugate-target molecule binding pairs; measuring a first magnetization of the mixture; subjecting the mixture to a first force; measuring a second magnetization value of the mixture; subtracting the second magnetization value from the first magnetization value to calculate a first force-induced magnetization contrast; subjecting the mixture to a second force; measuring a third magnetization of the mixture; and subtracting the third magnetization value from the second magnetization value to calculate a second force-induced magnetization contrast.

摘要翻译： 一种检测靶分子的方法，包括： 将第一磁性颗粒与第一配体缀合以形成第一磁性颗粒配体缀合物; 将所述缀合物加入到含有靶分子的样品中以形成包含游离缀合物和共轭 - 靶分子结合对的混合物; 测量混合物的第一磁化强度; 使混合物经受第一次力; 测量混合物的第二磁化值; 从第一磁化值减去第二磁化值以计算第一力感应磁化对比度; 使混合物经受第二次力; 测量混合物的第三磁化强度; 以及从所述第二磁化值减去所述第三磁化值以计算第二力感应磁化对比度。

公开(公告)号：US08570027B2

公开(公告)日：2013-10-29

申请号：US12791763

申请日：2010-06-01

申请人： Shoujun Xu ,  Li Yao

发明人： Shoujun Xu ,  Li Yao

IPC分类号： G01N27/74

CPC分类号： A61B5/05 ,  A61B5/0515

摘要： A method of magnetic imaging at long detection ranges. In one embodiment the method comprises introducing a magnetic sample having magnetic particles into a detection field; detecting weak magnetic field signals of the magnetic particles; forming an image from the detected signals; and determining the location and quantity amount of the magnetic particles. The method further comprises introducing a magnetic sample to a human or other organism's body.

摘要翻译： 一种在长检测范围内进行磁性成像的方法。 在一个实施例中，该方法包括将具有磁性粒子的磁性样品引入到检测场中; 检测磁性粒子的弱磁场信号; 根据检测到的信号形成图像; 并确定磁性颗粒的位置和数量。 该方法还包括将磁性样品引入人或其他生物的身体。