磁场操控分离细胞的缺点,磁分离技术的原理
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1、为什么要用非匀强磁场分离自旋状态不同的原子?
利用非均匀磁场分离自旋状态不同的原子是因为原子核中的核自旋(即核的自旋角动量)可以在外加磁场下分裂成多个能级。这种分裂称为核磁共振效应。根据原子核自旋状态不同,其在外磁场中的能级分裂情况也不同,这使得可以利用磁场将原子按照其自旋状态分离出来。
这种方法在物理学、化学、生物学等领域中具有广泛的应用,例如核磁共振成像(MRI)、核磁共振光谱学(NMR)、分子物理学研究等。通过利用磁场分离原子核的自旋状态,可以获取有关原子核的结构、动力学以及与周围环境的相互作用等重要信息。
在过去,人们一般用非匀强磁场分离自旋状态不同的原子。这是因为,磁场不均匀时,原子在磁场中的路径会发生弯曲,不同自旋状态的原子经过磁场不均匀区域的路径不同,因此可以被分离。
这种方法的优点是可以制备高纯度的自旋极化原子,但是缺点是操作复杂,磁场不均匀区域的大小和形状很难控制。随着技术的发展,现在人们更倾向于使用光抽运等方法来制备自旋极化原子。
因为非均匀磁场可将不同自旋取值的银原子束分开,因此斯特恩-盖拉赫实验装置可看作是自旋的过滤器,比如沿z方向的非均匀磁场可将和的自旋分开,同样沿x方向的非均匀磁场可将和的自旋分开等等
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