[发明专利]一种基于磁信号的磁性纳米粒子质量检测方法

说明书

本发明涉及一种基于磁信号的磁性纳米粒子质量检测方法，通过制备不同浓度的含磁性纳米粒子的磁流体，在其周围通过亥姆霍兹线圈构建一个均匀激励磁场，检测均匀激励磁场周围四个位置的Y方向的磁感应强度，得到每一种磁流体浓度对应的响应磁场数据；以响应磁场数据和磁流体浓度分别作为神经网络模型的输入和输出，建立磁流体浓度与响应磁场的关系模型；检测待测磁流体相应四个位置的响应磁场，根据关系模型，得到待测磁流体的浓度，结合体积参数得到磁性纳米粒子的质量。仅通过获取响应磁场即可实现质量的检测，相比采用荧光强度法分析质量，操作更加简单、准确，从而测试效率较高，而且不会影响磁性纳米粒子的再次使用，避免了材料的浪费。

技术领域

本发明涉及一种基于磁信号的磁性纳米粒子质量检测方法。

背景技术

磁性纳米粒子是一种新型的纳米材料，具有独特的表面效应、良好的靶向性、生物相容性、小尺寸效应等特性。检测磁性纳米粒子参数具有非常重要的意义，其中质量参数是其中最关键的部分。

现有的磁性纳米粒子的质量检测主要采用荧光检测的方式，比如：薄层色谱法、液相色谱法、荧光分光光度法等。通过相应抗原或抗体修饰磁性纳米粒子，使用酶或荧光分子与抗体或抗原特异性结合，根据荧光强度得出磁性纳米粒子的质量。但这种方式操作较为复杂、繁琐，抗体或抗原修饰等都需要花费大量的时间，测试效率较差，而且经过该方式测试后的磁性纳米粒子的可能不可以再次利用，造成了浪费。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于磁信号的磁性纳米粒子质量检测方法，用以解决现有磁性纳米粒子质量检测方法操作复杂、繁琐，导致的测试效率较差的问题。

为了实现上述目的，本发明提供一种基于磁信号的磁性纳米粒子质量检测方法，包括以下步骤：

1)制备不同浓度的含磁性纳米粒子的磁流体，在其周围通过亥姆霍兹线圈构建一个均匀激励磁场，通过四个磁传感器分别检测均匀激励磁场周围四个位置的Y方向的磁感应强度，从而得到每一种磁流体浓度对应的响应磁场数据；所述Y方向是与均匀激励磁场垂直的方向；

2)以响应磁场数据作为神经网络模型的输入，磁流体浓度作为该神经网络模型的输出，建立磁流体浓度与响应磁场的关系模型；检测待测磁流体相应四个位置的响应磁场，根据磁流体浓度与响应磁场的关系模型，得到所述待测磁流体的浓度，结合磁流体浓度与磁性纳米粒子质量的关系，得到磁性纳米粒子的质量；

或者：

以响应磁场数据作为神经网络模型的输入，磁性纳米粒子质量作为该神经网络模型的输出，结合磁流体浓度与磁性纳米粒子质量的关系，建立磁性纳米粒子质量与响应磁场的关系模型；检测待测磁流体相应四个位置的响应磁场，根据磁性纳米粒子质量与响应磁场的关系模型，得到所述待测磁流体中磁性纳米粒子质量。

有益效果是，寻找磁性纳米粒子在均匀激励磁场中产生的响应磁场与磁性纳米粒子质量或者磁流体浓度的关系模型，通过关系模型和检测到的响应磁场数据实现磁性纳米粒子质量的检测，仅通过获取响应磁场即可实现质量的检测，相比采用荧光强度法分析质量，操作更加简单、准确，从而测试效率较高，而且不会影响磁性纳米粒子的再次使用，避免了材料的浪费。

进一步地，为了方便快捷的进行算法计算，所述神经网络模型包括输入层、隐含层和输出层，所述隐含层为一层，激励函数为Sigmoid函数，所述隐含层的参数为实际输出向量为期望输出向量为误差信号为E＝d-Y，其中，i表示磁传感器的编号，X_i表示磁传感器i测得的磁感应强度，j表示隐含层参数的编号，n表示隐含层参数的个数，W_ij表示联接权值，M_s为磁性纳米粒子的饱和磁矩，m为磁性纳米粒子的平均磁矩，为磁性纳米粒子的浓度，k为玻尔兹曼常数，H为外加磁场，T为绝对温度。

进一步地，为了提高测量精度，所述磁传感器为TMR传感器。