CN203224612U - 高分辨率核磁共振分析装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种高分辨率核磁共振分析装置，包括频率计；射频振荡器；射频线圈包括偶数个矩形子线圈，此矩形子线圈的一侧长边延伸后形成一位于轴心的第一传输线，与此长边相邻的短边折弯后延伸形成第二传输线；调制接收器；样品管安装于转子适配器上，此转子适配器包括具有通孔的体柱，此体柱上、下端面分别具有由若干个紧固瓣组成的上紧固体、下紧固体，紧固瓣沿端面周边间隔排列，从而在上紧固体、下紧固体中心留出供样品管嵌入的通孔；位于体柱上部且位于上紧固体四周具有一柱冠体；第一磁体和第二磁体分别位于所述样品管两侧。本实用新型具有较高的品质因数，实现了高功率激发和良好的射频磁场分布，大大提高了测量的精度和灵敏度；且增强样品旋转时的稳定性，也减小了上样时的卡壳率。
Description
技术领域
本实用新型涉及核磁共振分析装置领域，具体涉及一种高分辨率核磁共振分析装置。
背景技术
鉴于核磁共振技术在化学、生物学等基础研究、以及临床医学、药物开发中的广泛应用，各种高分辨核磁共振分析技术成为生化研究中的重要工具。想要获得高质量的核磁共振谱图，核磁共振转子适配器的变温性能、旋转稳定性等参数显得非常重要。尤其是想要获得高分辨的核磁共振谱图，需要使用变温范围较大的转子适配器（-200至200℃）和使样品旋转（大于20 rpm），此时需要保证样品试管在旋转时的稳定性。目前常见的转子适配器，其材料的磁化率和质量分布等相关参数均不满足在较大温度范围内使用的需求，并且在高转速下，转子适配器的稳定性较差，使得进行高分辨核磁共振实验的过程变的非常复杂。
另一方面，想要获得高质量的核磁共振谱图，核磁共振射频线圈的承载功率、射频磁场的均匀性等参数显得非常重要。尤其是想要获得高分辨的核磁共振谱图，经常需要使用承载功率较高的射频线圈（大于20kHz），此时对于射频线圈的几何形状和空间结构就提出了更高的要求。目前常见的射频线圈，如螺线管型射频线圈，以及海姆霍兹型射频线圈，其能够施加的射频场的最大强度为10~15kHz，不满足施加更高功率的射频场的需求，使得进行高分辨核磁共振实验变得难以进行。
发明内容
本实用新型提供一种高分辨率核磁共振分析装置，此核磁共振分析装置具有较高的品质因数，实现了高功率激发和良好的射频磁场分布，大大提高了测量的精度和灵敏度；且增强样品旋转时的稳定性，从而提高了旋转和非旋转的核磁共振数据的准确性，同时该设计也减小了上样时的卡壳率。
为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种核磁共振分析仪，包括：
频率计，用于产生射频脉冲信号；
射频振荡器，根据来自所述频率计的射频脉冲信号而产生相应的脉冲电流，并接收来自射频线圈的样品反馈信号；
射频线圈，根据来自所述射频振荡器的脉冲电流产品交变电磁场，并感应生成表征样品核自旋能级的样品反馈信号，所述射频线圈包括偶数个矩形子线圈，此矩形子线圈的一侧长边延伸后形成一位于轴心的第一传输线，与此长边相邻的短边折弯后延伸形成第二传输线，若干个矩形子线圈并联且等间隔排列形成所述射频线圈；
调制接收器，连接到所述射频振荡器，用于提取来自射频振荡器的样品反馈信号;
用于承载待检测样品的样品管位于所述射频线圈轴心线上并位于其正下方，此样品管安装于一转子适配器上，此转子适配器包括具有通孔的体柱，此体柱上、下端面分别具有由若干个紧固瓣组成的上紧固体、下紧固体，所述紧固瓣沿端面周边间隔排列，从而在上紧固体、下紧固体中心留出供样品管嵌入的通孔，此上紧固体、下紧固体外侧面分别具有一凹槽，一“O”型弹性垫圈嵌入所述凹槽内；位于所述体柱上部且位于上紧固体四周具有一柱冠体，此柱冠体与所述体柱连接处为一斜面；
第一磁体和第二磁体分别位于所述样品管两侧，用于给此样品管内的样品提供静磁场。
上述技术方案中的进一步改进方案如下：
1. 上述方案中，所述第一磁体和第二磁体的磁场强度为1~1.2特斯拉。
2. 上述方案中，所述上紧固体、下紧固体的紧固瓣数目均为三个。
3. 上述方案中，所述体柱、上紧固体、下紧固体和柱冠体材质为聚四氟乙烯。
由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点和效果：
1. 本实用新型核磁共振分析装置，其适用于脉冲信号的发射和接收，可用于高分辨核磁共振实验的研究；该装置结构紧密，具有较高的品质因数，可承载的射频功率为30kHz，射频磁场的均匀度为4.6%。实现了高功率激发和良好的射频磁场分布，大大提高了测量的精度和灵敏度。
2. 本实用新型核磁共振分析装置，其体柱、上紧固体、下紧固体和柱冠体材质为聚四氟乙烯，温度的稳定性高，短时间可耐高温到300℃，一般在-200℃~200℃之间可连续使用；此外，还具有良好的耐磨损性和耐腐蚀性。
3. 本实用新型核磁共振分析装置，其上紧固体、下紧固体外侧面分别具有一凹槽，一“O”型弹性垫圈嵌入所述凹槽内，直接与转子适配器的体柱相连，增加了样品旋转时的稳定性，适用于旋转和非旋转的核磁共振试验，试验时旋转的速度可达30rpm，同时该设计也减小了上样时的卡壳率。
4. 本实用新型核磁共振分析装置，采用了六组导线，与传统一组导线构成的螺线管型线圈和由两组导线构成的亥姆霍兹线圈相比，结构更加精细，能够实现更复杂的射频场；同时，在每个子线圈最大功率不变的情况下，提高了总功率，因此提高了成像的分辨率。
5. 本实用新型的线圈装置提高了射频磁场的均匀度，采用了六个子线圈，利用其各自的射频磁场在空间重叠处的相互补偿，提高了单个线圈磁场的空间均匀度，改善了单个线圈的磁场分布。
附图说明
附图1为本实用新型核磁共振分析仪原理示意图；
附图2为本实用新型核磁共振分析仪中转子适配器结构示意图；
附图3为附图2的仰视图；
附图4为附图2的俯视图；
附图5为本实用新型转子适配器结构立体示意图；
附图6为本实用新型“O”型弹性垫圈结构示意图；
附图7为本实用新型射频线圈中矩形子线圈结构示意图；
附图8为本实用新型射频线圈局部示意图；
附图9为本实用新型射频线圈结构示意图。
以上附图中：1、频率计；2、射频振荡器；3、射频线圈；31、矩形子线圈；32、长边；33、第一传输线；34、短边；35、第二传输线；4、调制接收器；5、样品管；6、转子适配器；7、体柱；8、上紧固体；9、下紧固体；10、紧固瓣；11、凹槽；12、“O”型弹性垫圈；13、柱冠体；14、第一磁体；15、第二磁体；16、闭环线圈。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：
实施例：一种核磁共振分析仪，如附图1~6所示，包括：
频率计1，用于产生射频脉冲信号；
射频振荡器2，根据来自所述频率计的射频脉冲信号而产生相应的脉冲电流，并接收来自射频线圈的样品反馈信号；
射频线圈3，根据来自所述射频振荡器2的脉冲电流产品交变电磁场，并感应生成表征样品核自旋能级的样品反馈信号，所述射频线圈3包括偶数个矩形子线圈31，此矩形子线圈31的一侧长边32延伸后形成一位于轴心的第一传输线33，与此长边32相邻的短边34折弯后延伸形成第二传输线35，若干个矩形子线圈31并联且等间隔排列形成所述射频线圈3；
调制接收器4，连接到所述射频振荡器，用于提取来自射频振荡器的样品反馈信号;
用于承载待检测样品的样品管5位于所述射频线圈3轴心线上并位于其正下方，此样品管安装于一转子适配器6上，此转子适配器6包括具有通孔的体柱7，此体柱7上、下端面分别具有由若干个紧固瓣10组成的上紧固体8、下紧固体9，所述紧固瓣10沿端面周边间隔排列，从而在上紧固体8、下紧固体9中心留出供样品管嵌入的通孔，此上紧固体8、下紧固体9外侧面分别具有一凹槽11，一“O”型弹性垫圈12嵌入所述凹槽11内；位于所述体柱7上部且位于上紧固体8四周具有一柱冠体13，此柱冠体13与所述体柱7连接处为一斜面；
第一磁体14和第二磁体15分别位于所述样品管5两侧，用于给此样品管5内的样品提供静磁场。
上述第一磁体14和第二磁体15的磁场强度为1~1.2特斯拉；上述上紧固体8、下紧固体9的紧固瓣10数目均为三个。
上述体柱7、上紧固体8、下紧固体9和柱冠体13材质为聚四氟乙烯。
采用上述高分辨率核磁共振分析装置时，增强样品旋转时的稳定性；体柱为转子适配器的主体部分，中间为镂空结构，以使得样品管能够顺利通过；柱冠体为放置样品管进入转子适配器的入口部分，其直径与转子适配器的外径相当；外柱冠面为实验操作人员握持转子适配器的部位；其次，其体柱、上紧固体、下紧固体和柱冠体材质为聚四氟乙烯，温度的稳定性高，短时间可耐高温到300℃，一般在-200℃~200℃之间可连续使用；此外，还具有良好的耐磨损性和耐腐蚀性；再次，核磁共振分析仪，其上紧固体、下紧固体外侧面分别具有一凹槽，一“O”型弹性垫圈嵌入所述凹槽内，直接与转子适配器的体柱相连，增加了样品旋转时的稳定性，适用于旋转和非旋转的核磁共振试验，试验时旋转的速度可达30rpm，同时该设计也减小了上样时的卡壳率；再次，本实施例核磁共振分析装置，其适用于脉冲信号的发射和接收，可用于高分辨核磁共振实验的研究；该装置结构紧密，具有较高的品质因数，可承载的射频功率为30kHz，射频磁场的均匀度为4.6%。实现了高功率激发和良好的射频磁场分布，大大提高了测量的精度和灵敏度。
上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种高分辨率核磁共振分析装置，其特征在于：包括：
频率计（1），用于产生射频脉冲信号；
射频振荡器（2），根据来自所述频率计的射频脉冲信号而产生相应的脉冲电流，并接收来自射频线圈的样品反馈信号；
射频线圈（3），根据来自所述射频振荡器（2）的脉冲电流产生交变电磁场，并感应生成表征样品核自旋能级的样品反馈信号，所述射频线圈（3）包括偶数个矩形子线圈（31），此矩形子线圈（31）的一侧长边（32）延伸后形成一位于轴心的第一传输线（33），与此长边（32）相邻的短边（34）折弯后延伸形成第二传输线（35），若干个矩形子线圈（31）并联且等间隔排列形成所述射频线圈（3）；
调制接收器（4），连接到所述射频振荡器（2），用于提取来自射频振荡器（2）的样品反馈信号；
用于承载待检测样品的样品管（5）位于所述射频线圈（3）轴心线上并位于其正下方，此样品管安装于一转子适配器（6）上，此转子适配器（6）包括具有通孔的体柱（7），此体柱（7）上、下端面分别具有由若干个紧固瓣（10）组成的上紧固体（8）、下紧固体（9），所述紧固瓣（10）沿端面周边间隔排列，从而在上紧固体（8）、下紧固体（9）中心留出供样品管嵌入的通孔，此上紧固体（8）、下紧固体（9）外侧面分别具有一凹槽（11），一“O”型弹性垫圈（12）嵌入所述凹槽（11）内；位于所述体柱（7）上部且位于上紧固体（8）四周具有一柱冠体（13），此柱冠体（13）与所述体柱（7）连接处为一斜面；
第一磁体（14）和第二磁体（15）分别位于所述样品管（5）两侧，用于给此样品管（5）内的样品提供静磁场。
2.根据权利要求1所述的核磁共振分析装置，其特征在于：所述若干个第二传输线（35）另一端折弯后经一闭环线圈（16）连接。
3.根据权利要求1所述的核磁共振分析装置，其特征在于：所述第一磁体（14）和第二磁体（15）的磁场强度为1~1.2特斯拉。
4.根据权利要求1所述的核磁共振分析装置，其特征在于：所述上紧固体（8）、下紧固体（9）的紧固瓣（10）数目均为三个。
5.根据权利要求1所述的核磁共振分析装置，其特征在于：所述体柱（7）、上紧固体（8）、下紧固体（9）和柱冠体（13）材质为聚四氟乙烯。
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Cited By (2)
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| CN103176153B (zh) * | 2013-03-05 | 2015-08-26 | 杨晓冬 | 高分辨率核磁共振分析装置 |
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