學位論文
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Item 低磁場核磁共振系統應用於Fe304-Anti CRP之磁鬆弛研究(2011) 劉玠汶我們將預先極化技術以及超導量子干涉元件(Superconducting quantum interference device, SQUID)應用於低磁場核磁共振及核磁造影系統上。重新設計靜磁場及梯度磁場線圈，使得磁場均勻度在5×5×5 cm3內可達萬分之一，在補償一z方向梯度磁場下，10 ml水量的線寬為0.8 Hz，訊雜比為110。在磁性奈米粒子之磁鬆弛量測方面，固定MF Anti-CRP濃度下，其線寬會隨著本身樣品的溫度上升而下降。而橫向鬆弛時間(T2)之倒數隨著MF Anti-CRP濃度增加而成一線性增加關係。於核磁共振造影中，在梯度磁場33 μT/m下，解析度約為0.07公分。Item 低磁場核磁共振應用於奈米磁性粒子之免疫檢測(2010) 顏長德本研究我們嘗試用核磁共振原理將均勻分布在水中披覆著生物探針(bioprobe)的奈米磁性粒子與待測生物分子(biotarget)，藉由結合後所形成的磁性叢集(magnetic cluster)會使水中氫原子核的橫向鬆弛時間(transverse relaxation time)改變，我們測量磁性叢集之磁共振頻譜訊號推出其線寬、T2與T2*等物理量變化，發展出一種嶄新生物標地物的分析方式。 此外我們利用不同濃度的奈米磁性粒子製作不同的T1樣品，藉此模擬不同組織在我們系統下進行T1權重造影(T1-weighted image)的結果，用以評估將來要對生物組織做核磁共振造影的可行性與改進方向。Item 低磁場之核磁共振(2009) 李欣怡低磁場之核磁共振比起高磁場之核磁共振，磁場均勻度要求較低，線圈建造成本較低，且訊號不受化學位移影響，可觀察化合物之分子特性。在實驗室環境下進行低磁場之核磁共振量測 ( NMR )，以 0.74 Tesla 之釹鐵硼磁鐵做為預磁化場，來增加樣品之磁化量，使 NMR 訊號辨識度提高。量測在不同主磁場下的 NMR 訊號，觀察主磁場的不均勻度對 FID 訊號之影響，藉以找出最適當之主磁場。利用核磁共振量測量含有 J-coupling 訊號之化合物，如：三甲基磷酸與三氟乙醇，觀察其原子核自旋交互作用對 NMR 訊號的影響。磁流體為一磁性粒子，將其加入水中量測會影響水的磁場不均勻度，因此我們量測不同濃度磁流體的水核磁共振訊號，由量測結果觀察不同濃度磁流體與自旋自旋弛緩時間 ( T2 ) 關係。Item 光激發超極化3He氣體之核磁共振研究(2009) 李彥穎我們建立一套雷射極化惰性氣體測量系統以量測3He的核磁共振訊號。此系統採用光學灌注的方法，激發銣原子氣體激化狀態，並且透過自旋交換耦合將3He超極化。光學灌注之光學腔採用硼矽酸鹽玻璃製造並且可重覆填充，在腔內填入3He氣體、氮氣與4He等緩衝氣體和少量銣金屬。我們研究超極化3He氣體在室溫及130至190℃的環境下鬆弛的特性，觀察溫度對極化氣體之影響。改善NMR系統的主磁場均勻度，自旋鬆弛時間達七小時以上，在190℃下經過12個小時的3He極化，可達16％。Item 超導量子干涉儀應用於光激發3He稀有氣體之磁共振研究(2006) 袁健傑摘要 我們架設一套可以同時極化3He並且量測低磁場核磁共振的系統，其共振磁場約在10-4 T數量級，並比較直接利用超導量子干涉儀( SQUID )靠近極化腔作探測，量測極化氣體的核磁共振訊號，及利用線圈耦合訊號於超導量子干涉儀作為偵測，比較其訊雜比，而結果在113 μT的低磁場下，因為受限於加熱管路的限制，超導量子干涉儀無法很靠近極化腔，而利用線圈耦合３He氣體NMR訊號於超導量子干涉儀的方式下，得到的訊號雜訊比較佳，比起單純利用超導量子干涉儀感應訊雜比提升了百倍，而在改變耦合線圈的匝數又可使核磁共振訊號持續的增加，在調整線圈的參數後，最終的訊雜比約2200，Item 使用磁鐵開發核磁共振系統(2013) 王竣民我們設計以永久磁鐵為靜磁場B0的NMR核磁共振系統，在比較高的磁場(0.36 Tesla) 及較高的頻率(15.41 MHz)下量測自旋迴訊(spin-echo) 並計算出T2時間。由於磁鐵體積小磁場強，比以往的線圈節省空間。 本實驗架設源自於Pulsed NMR與Chip-NMR系統架構，系統架構包含永久磁鐵、功率放大器、脈波產生器、晶體震盪器、前級放大器、Pulse線圈、接收線圈、混頻器等。樣品體積為120µl，量測硫酸銅水溶液，不同濃度的磁性粒子，此外我們將Anti-CRP之抗體與奈米磁性粒子結合，形成一具有磁性生物標記的磁性試劑，再利用 spin -echo之量測結果觀察不同樣品T2的變化，期望此方法有機會運用在臨床醫學上。 未來更希望可以改進磁場均勻度，及製作屏蔽架構，期望可以使訊號品質更好。Item 超極化3He稀有氣體之核磁共振研究(2006) 周忠賢; Chung Hsien Chou我們建構了一套雷射光激發系統。此系統利用雷射光激發法（optical pumping）與原子的自旋交換法（spin exchange）製造能加強核磁共振影像訊號之超極化氣體。我們使用含有硼矽酸鹽的Pyrex玻璃自製填裝超極化氣體之極化腔（Cell）。我們自製的極化腔具有耐高壓、可重複填充使用、價格低廉、可大量製造之優點。由其他學者的研究可知，極化氣體與極化腔器壁的碰撞、極化腔內壁是所含磁性物質多寡造成自旋鬆弛（spin relaxation）的主要因素。因此在清洗極化腔內壁時，我們特別加入鹽酸的步驟以去除極化腔內壁的鐵離子。填充預極化氣體之前，必須先用機械幫浦將填充氣體管路與極化腔抽氣至10-3 torr以下，之後在充滿氮氣的手套箱內填入約300 mg光激發所要用到的銣金屬原子。然後再回到預極化氣體填充系統，填充氮氣與3He混合氣體。目前我們只做1大氣壓內的混合預極化氣體，並且利用已知特性的極化腔做比較。我們自製極化腔所產生的極化氣體在關掉雷射光僅依靠外加磁場保存的情形下可以維持10分鐘。