4-1 梯度線圈之磁場平衡度(Balance)
由於我們設計之擷取線圈(Pick-up coil)為梯度形式，就是上下半
為了取得更好的平衡度，我們在擷取線圈外部再加上一補償線圈 串聯一個 1M Ω 電阻以供作微調，磁場補償後可將訊號值大幅降至 0.0001 V，如圖 4-1-2 所示。
圖 4-1-2 補償線圈將背景降低
本系統還沒放入樣品情況下，SQUID 讀取到的背景訊號值為
0.0001V，一開始我們測量在沒有樣品的情況下，量測系統的背景訊 號值，接著將磁流體 MF（coated Anti-AFP）體積 40 μL，緩衝液(Buffer) 體積 60 μL 混合後放入系統量測，訊號值為 0.105 V，如圖 4-1-3 所示。
圖 4-1-3 樣品放入系統後之訊號
4-2 系統之穩定度(stability)
為了確保測量樣品過程中，不會受外界其他因素干擾或是因本身 系統之不穩定度而影響測量樣品，我們連續測量兩個小時沒有置放樣 品
，
單純背景環境之訊號如圖，可以得到其平均值為 0.1 ± 0.03 (mV)。其中橫軸為連續測量時間，單位為秒( sec )；縱軸為訊號強度，單位 為 mV。從圖 4-2 可得知系統經過長時間測量之後，雖然會因實驗室 環境雜訊或人員走動干擾，但單純背景環境之訊號都還保持在 0.1mV 上下。
圖 4-2 放置樣品之訊號值與系統背景值
4-3 SQUID 單頻交流磁化率之量測過程
4-4 系統偵測不同濃度 AFP 之相位變化
圖 4-4-1 定義相位延遲的取法
圖 4-4-2 SQUID
χ
ac量測 5ppm AFP 蛋白質的數據圖 4-4-3 SQUID
χ
ac量測 1ppm AFP 蛋白質的數據χ
圖 4-4-5 SQUID
χ
ac量測 0.1ppm AFP 蛋白質的數據圖 4-4-6 SQUID
χ
ac量測 0.05ppm AFP 蛋白質的數據圖 4-4-7 SQUID
χ
ac量測 0.02ppm AFP 蛋白質的數據圖 4-4-8 SQUID
χ
ac量測 0.01ppm AFP 蛋白質的數據圖 4-4-9 SQUID
χ
ac量測 0.005ppm AFP 蛋白質的數據圖 4-4-10 SQUID
χ
ac量測 0.001ppm AFP 蛋白質的數據圖 4-4-11 SQUID
χ
ac量測 0ppm AFP 蛋白質的數據最後我們將每個濃度的相位平均，並畫在同一張圖中，一個濃度 一筆數據如圖 4-4-12
圖 4-4-12 將同樣濃度數據平均後繪製成一張圖
圖 4-4-12 中可發現相位延遲的角度隨著濃度變化而變化，因此 我們對相位變化做進一步的分析，首先θ 和 Δθ/θ0用 logistic function fitting，如圖 4-4-13、圖 4-4-14
圖 4-4-13 SQUID
χ
ac濃度對 θ 關係圖和 fitting 公式與參數圖 4-4-14 SQUID
χ
ac濃度對Δθ/θ0關係圖和 fitting 公式與參數另外我們也利用相位延遲的角度用公式換算
τ
(Relaxation time)，公式如 Eq.(4-4):tanθ=ωτ
Eq.(4-4)此處
θ
為相位延遲的角度，τ
為鬆弛時間(Relaxation time)，求出τ 後使用與圖 4 的定義取
τ
並算出Δτ/τ
0 ，同樣用 logistic function fitting，結果如圖 4-4-15、圖 4-4-16。圖 4-4-15 SQUID
χ
ac濃度對τ 關係圖
和 fitting 公式與參數圖 4-4-16 SQUID
χ
ac濃度對 Δτ/τ
0關係圖
和 fitting 公式與參數利用圖 4-4-13 來說明此系統的靈敏度，首先我們取圖 4-4-13 中 fitting 線上 0.001 ppm 濃度的值，並加上實驗量測出的 error bar，代 入 logistic function 中算出濃度，便是此系統所能辨識出的最低濃度，
以圖 4-4-17 來補充說明，得知靈敏度為 0.0031 ppm。比起 AFP 蛋白 質標準值 0.02 ppm 低了許多。
4-5 單頻交流磁化儀之測量 4-5-1 單頻交流磁化儀系統介紹
不同於本實驗所架設之系統，單頻交流磁化儀直接利用擷 取線圈擷取到的樣品訊號，不經由 SQUID 讀取，直接輸入鎖相放大 器，觀察樣品的訊號變化，由於沒有依靠 SQUID 讀取訊號，所以線 圈的匝數也不盡相同。圖 4-5-1、圖 4-5-2 是此系統的線圈架構與匝 數，圖 4-5-3 為屏蔽桶與線圈架構，圖 4-5-4 為整體架構示意圖。圖 4-5-5 用表格說明電子式單頻交流磁化儀與 SQUID 單頻交流磁化儀架 構與 SNR 值的差異。
圖 4-5-1 舊系統線圈實體圖
圖 4-5-2 舊系統線圈匝數
圖 4-5-3 方形屏蔽桶和線圈
圖 4-5-4 單頻交流磁化儀系統架構圖
圖 4-5-5 SQUID
χ
ac與χ
ac系統比較表4-5-2 單頻交流磁化儀系統偵測不同濃度 AFP 之相位變化
圖 4-5-7
χ
ac量測 5ppm AFP 蛋白質的數據圖 4-5-8
χ
ac量測 2.5ppm AFP 蛋白質的數據χ
圖 4-5-10
χ
ac量測 0.5ppm AFP 蛋白質的數據圖 4-5-11
χ
ac量測 0.1ppm AFP 蛋白質的數據χ
圖 4-5-13
χ
ac量測 0.01ppm AFP 蛋白質的數據對相位變化做進一步的分析，首先 Δθ 和 Δθ/θ0用 logistic function fitting，如圖 4-5-14、圖 4-5-15。
圖 4-5-14
χ
ac濃度對Δθ 關係圖和 fitting 公式與參數圖 4-5-15
χ
ac濃度對 Δθ/θ0關係圖和 fitting 公式與參數利用相位延遲的角度用公式換算
τ
(Relaxation time)，公式如 Eq.(4-4) 用 logistic function fitting，結果如圖 4-5-16、圖 4-5-17圖 4-5-16
χ
ac濃度對Δτ 關係圖
和 fitting 公式與參數χ τ/τ 關係圖
4-5-3 SQUIDχac
與χ
ac實驗結果比較
從圖 4-5-18 和圖 4-5-19 比較，
χ
ac系統在 1ppm 以下濃度的數據 已經看不出來隨著濃度改變的趨勢，反觀 SQUIDχ
ac系統在 1ppm 以 下濃度仍然可以看出明顯的趨勢，又因為 AFP 蛋白質正常值為 0.02ppm，表示χ
ac系統無法用於判斷 AFP 蛋白質濃度，SQUIDχ
ac 則是能量測到 0.01ppm 以下的濃度。圖 4-5-18 0.02ppm 濃度無法辨識
圖 4-5-19 0.02ppm 濃度有鑑別度