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面向便携式核磁共振检测的平面微型线圈关键技术研究任务书
任务书
一、任务背景
核磁共振技术是一种非侵入式的成像技术，其在医学、化学、材料科学等领域有着广泛的应用。然而，传统的核磁共振设备通常非常昂贵且体积巨大，限制了其在微小样品、便携式检测等需求上的应用。随着微纳技术的发展和集成电路的进步，采用微型线圈实现小尺寸的核磁共振检测已成为热门研究方向。
二、任务目的
针对上述背景，在此提出一项研究任务：面向便携式核磁共振检测的平面微型线圈关键技术研究。本任务旨在通过对平面微米线圈的研究，探索其在核磁共振检测中的优势及应用，同时发展更加便携式、精确的核磁共振检测设备。本任务包括以下几个方面：
三、任务内容
1.微型线圈设计与制作
微型线圈是实现小尺寸核磁共振检测的关键技术，因此在本任务中该项工作至关重要。通过对线圈的分析，设计出具有合适尺寸和优异性能的平面微型线圈，并利用微纳制造技术制作出样品。微型线圈的制造过程将需要以光刻、蒸镀、电化学腐蚀等工艺为基础，因此在任务进行过程中将需要对这些工艺进行深入研究。
2.微型线圈电路和信号控制
除了线圈的设计和制造，系统的电路和信号控制也是便携式核磁共振检测的重要组成部分。本任务将研究微型线圈异构晶体管（HBT）放大器的设计和优化，以获得最佳的放大器性能。此外，还需设计高性能的脉冲序列发生器和信号处理器，以实现有效的检测控制和信号处理。
3.样品处理和制备
在核磁共振检测中，样品的制备和处理对实验结果有着直接的影响。因此，本任务亦包括采用先进的制样技术设计一种适用于微型线圈的样品制备方法，并选择适当的液体核磁共振标准试剂。
4.核磁共振实验
通过制备好的样品，结合微型线圈电路和信号控制，实现核磁共振检测实验。对实验结果进行分析和处理，最终达到既能够满足便携式检测的需求，同时又能够保证精度和可重复性的目标。
四、任务成果
1.完成一种平面微型线圈的设计和制造，并具有一定的可重复性和稳定性。
2.研究出了一种合适的线圈电路和信号控制方案，并制作出对应的电路板。
3.开发一种适用于微型线圈检测的样品制备方案，并选用核磁共振标准试剂。
4.完成一部采用微型线圈的核磁共振检测仪器的设计，实现了对样品的检测控制以及信号处理。
5.完成一系列核磁共振实验，实现对不同样品的检测和分析，并取得一定的研究成果。
五、任务计划
1.设计和制作微型线圈（1.5个月）
2.线圈电路和信号控制方案设计和制作（1.5个月）
3.样品制备和处理工作（1个月）
4.利用制备好的样品进行核磁共振实验（1个月）
5.系统分析和性能测试（1个月）
6.实验数据的分析和处理（1.5个月）
七、经费使用
本项目的经费主要用于微型线圈制造、电路制作、实验器材和试剂的购买、论文发表等方面。经费支出在30万元内。
八、参考文献
[1]Silvera,IsaacF.,etal.“Microcoilsfornuclearmagneticresonanceandmagneticresonanceimaging.”JournalofMagneticResonance169.1(2004):1-6.
[2]Lüßen,HenrikL.,andArminGölzhäuser.“Microcoilsformagneticresonancespectroscopyandimaging.”ChemicalSocietyReviews42.16(2013):7156-7174.
[3]Wang,JohnX.“Microcoilnuclearmagneticresonancesystems.”AnalyticalChemistry77.15(2005):494A-500A.
[4]Boero,Giovanni.“MicrofluidicDevicesandMicro-NMRCoilsforMetabolomicsAnalysisofSmallVolumesofBiologicalSamples.”Metabolites4.3(2014):799-816.
[5]Kasten,Ansley,etal.“SmallAnimalImagingwithInexpensive,High-PerformanceMRI.”PLoSONE9.7(2014):e100339.