DE102005007590A1 - Kernmagnetresonanzspektrometer und Verfahren zu seinem Betrieb - Google Patents

Kernmagnetresonanzspektrometer und Verfahren zu seinem Betrieb Download PDF

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Abstract

Es wird ein Kernmagnetresonanzspektrometer mit hoher Empfindlichkeit bei gleichzeitiger Realisierung einer großen Gleichmäßigkeit eines statischen Magnetfelds und einer hohen Messempfindlichkeit zur Verfügung gestellt. Ein in dem Kernmagnetresonanzspektrometer verwendetes Probenröhrchen ist in einem Aufbau konstruiert, in dem die Form einer in einen Messraum platzierten Probe verändert werden kann. Die Veränderung der Form der Probe kann durch Steuern des auf die Probe ausgeübten Drucks erreicht werden. Es gibt zumindest eine Kontaktfläche zwischen der in dem Messraum platzierten Probe und einem um die Probe herum vorhandenen Gas und die Form einer solchen Fläche wird durch die Oberflächenspannung der Probe aufrechterhalten. In diesem Fall wird ein mittlerer Abschnitt eines Magneten, in den das Probenröhrchen eingeführt wird, mit einem sterilisierenden Gas gefüllt, das einen höheren Druck als den Umgebungsdruck aufweist, und die Probe mit einer Kontaktfläche zum Gas wird in einem sterilen Zustand gehalten. Eine in dem Kernmagnetresonanzspektrometer verwendete Messspule ist auf einer drehbaren gekrümmten Oberfläche angeordnet, die in Bezug auf eine Drehachse, die durch eine Längsmittelachse des Probenröhrchens vorgesehen ist, symmetrisch ist.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kernmagnetresonanzspektrometer, bei dem ein Probenröhrchen für eine Probe verwendet wird, deren Form verformbar ist, sowie ein Verfahren zu seinem Betrieb.
  • Die Formen eines Probenröhrchens und einer Erfassungsspule in einem Kernmagnetresonanzspektrometer (das nachstehend als NMR-System bezeichnet wird), wie sie in 2 gezeigt sind, sind gut bekannt. Zum Beispiel weist ein in 2 der JP-A-06-249934 gezeigtes Probenröhrchen eine ähnliche Form wie jenes eines allgemeinen Reagenzglases auf, und zur Messung wird das Probenröhrchen in einen zentralen Abschnitt eines NMR-Magneten eingeführt, der zur Erzeugung eines intensiven statischen Magnetfelds ausgestaltet ist.
  • Ein Gehäuse 12 einer Erfassungsvorrichtung (Sonde) und eine Messspule 14 sind rund um das eingeführte Probenröhrchen 10 angeordnet, um das Probenröhrchen 10 zu umgeben. Auch ein Gas 15 ist zwischen dem Probenröhrchen 10 und dem Gehäuse 12 der Erfassungsvorrichtung vorhanden. Grundsätzlich unterscheiden sich eine Probenlösung 18, das Probenröhrchen 10 und das Gas 16 voneinander in der magnetischen Durchlässigkeit und daher wird eine zum statischen Magnetfeld senkrechte Grenzfläche magnetisiert, um das statische Magnetfeld rund um die Grenzfläche zu stören.
  • Wenn zum Beispiel das durch den Magneten erzeugte statische Magnetfeld in eine Axialrichtung des Probenröhrchens 3 gerichtet ist, wird das statische Magnetfeld an den vertikal gegenüberliegenden Enden der Probenlösung 18 und der Probenlösung 20, d. h. an Abschnitten außerhalb der Grenze, gestört. Um die negative Auswirkung, die durch die Störung des statischen Magnetfelds auf ein NMR-Spektrum ausgeübt wird, zu verringern, wird nur ein Signal, das aus einem Probenabschnitt 18 der das Probenröhrchen 10 füllenden Probenlösungen 18 und 20 gesendet wird, welcher an einem zentralen Abschnitt, an dem das statische Magnetfeld nicht gestört wird, vorhanden ist, durch die Messspule 14 erfasst. Das aus jenem Abschnitt der Probenlösung 20 emittierte Signal existiert außerhalb eines durch die Spule 14 umgebenen Raums und kann die Messspule 14 aufgrund der geringen Empfindlichkeit der Messspule 14 nicht erreichen.
  • In dem in 2 gezeigten und in JP-A-06-249934 beschriebenen System ist die Gleichmäßigkeit des statischen Magnetfelds schlecht und um die Verschlechterung des NMR-Spektrums aufgrund der Störung des statischen Magnetfelds zu verhindern, ist eine zu messende Überschussprobe 20 zusätzlich zu der zu messenden Probenlösung 18 erforderlich, was es schwierig macht, eine sehr kleine Menge einer Probe zu analysieren. Um das Problem im Zusammenhang mit der JP-A-06-249934 zu lösen, ist die JP-A-05-249214 vorgeschlagen worden. Ein in dieser JP-A-05-249214 beschriebenes System weist einen kugelförmigen (grundsätzlich elliptischen) Messraum, in welchen eine zu messende Probenlösung 18 platziert wird, sowie ein Kapillarröhrchen 22 zum Einbringen einer Probenlösung in den Messraum auf, wie in 3 gezeigt ist.
  • Gemäß der JP-A-05-249214 ist die Form der Probenlösung kugelförmig oder elliptisch und in dem statischen Magnetfeld, das räumlich gleichförmig ist, kann das statische Magnetfeld in der Probenlösung ungeachtet der Probenlösung 18 und der magnetischen Durchlässigkeit des Probenröhrchens 10 und des Peripheriegases 16 gleichförmig gemacht werden. Der Grund dafür ist, dass ein Unterschied in der Durchlässigkeit zwischen dem Inneren und dem Äußeren der Ellipse das Magnetfeld rund um die Probenlösung 18 stört, aber gemäß einem elektro-magnetologischen Gesetz nicht das interne Magnetfeld in der Probenlösung 18 stört. Daher kann in dem in der JP-A-05-249214 beschriebenen System die Gleichförmigkeit des statischen Magnetfelds durch Formen der Probenlösung in eine elliptische Form verbessert werden. Wie jedoch aus den geometrischen Anordnungen des Probenröhrchens 10 und der Messspule 14, wie in 3 gezeigt, ersichtlich ist, ist der Abstand zwischen der Messspule 14 und der Probenlösung 18 größer und die Messempfindlichkeit ist geringer.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Demgemäß ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein NMR-System von hoher Empfindlichkeit bei gleichzeitiger Realisierung einer hohen Gleichmäßigkeit eines statischen Magnetfelds und einer hohen Messempfindlichkeit zur Verfügung zu stellen.
  • Zur Erreichung des vorstehenden Ziels wird gemäß der vorliegenden Erfindung ein Kernmagnetresonanzspektrometer zur Verfügung gestellt, mit einer Sonde mit einem elliptischen oder kugelförmigen Messraum, einem Probenröhrchen mit einem Kapillarröhrchen, das sich durch eine Einführungsöffnung, die in der Sonde vorgesehen ist, in den Messraum erstreckt, einer signalerfassenden Spule, die längs eines elliptischen oder kugelförmigen Abschnitts der Sonde außerhalb des Messraums angeordnet ist, worin eine Probe durch das Kapillarröhrchen in den Messraum geschoben wird und im Messraum durch die Oberflächenspannung der Probe in elliptischer oder kugelförmiger Form gehalten wird.
  • Mit der vorstehenden Anordnung kann durch Umformen der Probe in eine elliptische Form nach dem Einführen der Probe in die Messspule die Probe in dem Raum positioniert werden, in dem das durch einen Magneten erzeugte statische Magnetfeld gleichmäßiger ist, und die Störung des statischen Magnetfelds aufgrund der Probe kann verhindert werden. Somit kann die Gleichmäßigkeit des an die Probe angelegten statischen Magnetfelds verbessert werden, wodurch ein NMR-Spektrum mit hoher Auflösung und hoher Empfindlichkeit zur Verfügung gestellt wird.
  • Andere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung der Ausführungsformen der Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen ersichtlich.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist eine Aufriss-Draufsicht auf ein Probenröhrchen und eine Messspule gemäß der vorliegenden Erfindung;
  • 2 ist eine Aufriss-Draufsicht auf ein Probenröhrchen und eine Messspule, die in der JP-A-06-249934 beschrieben sind;
  • 3 ist eine Aufriss-Draufsicht auf ein Probenröhrchen und eine Messspule, die in der JP-A-05-249214 beschrieben sind;
  • 4 ist eine Aufriss-Draufsicht auf das Probenröhrchen gemäß der vorliegenden Erfindung;
  • 5 ist eine Aufriss-Draufsicht auf einen Abschnitt eines NMR-Systems, bei dem die vorliegende Erfindung angewendet wird;
  • 6 ist eine Aufriss-Draufsicht auf ein Spitzenende einer Sonde einschließlich des Probenröhrchens und der darin angebrachten Messspule gemäß der vorliegenden Erfindung;
  • 7A bis 7E sind Flussdiagramme, die Vorgänge zeigen, welche unter Verwendung des Probenröhrchens gemäß der vorliegenden Erfindung ausgeführt werden;
  • 8 ist eine Draufsicht auf die Formen eines Abschnitts des Probenröhrchens gemäß der vorliegenden Erfindung und einer zu messenden Probe;
  • 9 ist eine Draufsicht auf ein Probenröhrchen und eine Messspule gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Schnitt;
  • 10 ist eine Aufriss-Draufsicht auf ein Probenröhrchen und eine Messspule gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung ist durch Erreichen des Ziels zur gleichzeitigen Realisierung einer großen Gleichmäßigkeit eines statischen Magnetfelds und einer hohen Messempfindlichkeit durch Verändern der Form einer Probe nach dem Einführen der Probe in eine Messspule gemacht worden. 1 zeigt ein Probenröhrchen für die NMR und eine Messspule gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Ein Probenröhrchenkörper 10 zum Aufnehmen einer zu messenden Probe 18 und einer nicht gemessenen Probe 20 weist an seinem unteren Abschnitt ein Kapillarröhrchen 22 auf. Eine Halteplatte 24a ist rund um den Außenumfang einer Öffnung des Kapillarröhrchens 22 vorgesehen. Eine Halteplatte 24b ist in gegenüberliegender Beziehung zur Halteplatte 24a angebracht, so dass der Abstand zwischen den Halteplatten 24a und 24b durch vertikales Bewegen eines Halteschafts 26, der die Halteplatte 24b stützt, reguliert werden kann. Jede der Halteplatten 24a und 24b besteht aus einem Material mit geringer Benetzbarkeit gegenüber der Probe 18.
  • Die zu messende Probe 18 wird aus einem unteren Abschnitt des Kapillarröhrchens 22 geschoben und in direkten Kontakt mit einem Peripheriegas 16 gebracht. Die Form der Kontaktoberfläche der Probe 18 wird durch die Oberflächenspannung der Probe 18 aufrechterhalten, wie später beschrieben wird. Das Peripheriegas 16 ist ein sterilisierendes Gas mit einem Druck, der höher als der Umgebungsdruck ist. Die Stirnfläche der Probe 18, die nicht in Kontakt mit dem Peripheriegas 16 ist, befindet sich in Kontakt mit den beiden Halteplatten 24a und 24b. Die Form und das Volumen der zu messenden Probe 18 kann durch Ändern des Abstands zwischen den Halteplatten 24a und 24b gesteuert werden.
  • Der Probenröhrchenkörper 10 und das Kapillarröhrchen 22, die Halteplatten 24a und 24b, die einander gegenüberliegend angebracht sind, und der Halteschaft 26 sind in einem Sondenbehälter 12 enthalten. Der Sondenbehälter 12 weist einen kugelförmigen Bereich 28 auf, in dem die aus dem Kapillarröhrchen 22 geschobene Probe 18 durch die Oberflächenspannung eine kugelförmige elliptische Form erhält.
  • Eine 24a der beiden Halteplatten 24a und 24b, die sich am Spitzenende des Probenröhrchenkörpers 10 befindet, weist ein einzelnes Loch 30 oder mehrere Löcher 30 auf, die mit dem Kapillarröhrchen 22 verbunden sind. Das Kapillarröhrchen 22 dient als Durchgang, der die zu messende Probe 18 und die nicht gemessene Probe 20, die in dem Probenröhrchenkörper 10 enthalten sind, miteinander verbindet.
  • Die von dem Probenröhrchenkörper 10 beabstandete Halteplatte 24b ist mit dem Halteschaft 26 gekoppelt und wird zur Steuerung von Form und Volumen der zu messenden Probe 18 eingesetzt. Der Halteschaft 26 ist in vertikaler Richtung beweglich gehaltert.
  • Die Sonde 12 ist so angeordnet, dass sie die zu messende Probe 18 und das Peripheriegas 16 umgibt und ein Raum innerhalb der Sonde, in dem die Messspule 14 und andere elektrische Schaltungen aktuell angebracht sind, ist vor dem Eintritt von Probe und Gas geschützt. Die Messspule 14 ist auf einer drehbaren gekrümmten Oberfläche angeordnet, die in Bezug auf eine Rotationsachse symmetrisch ist, die durch eine Längsmittelachse des Probenröhrchenkörpers 10 vorgesehen ist. Die Messspule 14 ist ebenfalls längs außerhalb des kugelförmigen Bereichs der Sonde 12 angebracht und um daher sicherzustellen, dass sich die Messspule 14 längs des Umrisses der Probe 18, die in die kugelförmige Form gebracht wurde, erstreckt, ist der Abstand zwischen der Messspule 14 und der Oberfläche der Probe 18 im Wesentlichen gleichmäßig und gering.
  • Wie in 4 detailliert gezeigt ist, ist der Probenröhrchenkörper 10 an seinem mit dem Kapillarröhrchen 22 versehenen Spitzenende dünner und die in Kragenform gebrachte Probenhalteplatte 24a ist an einem Spitzenende des Kapillarröhrchens 22 angebracht. Die Halteplatte 24b gegenüber der Halteplatte 24a kann in Kontakt mit der Halteplatte 24a gebracht werden, um ein Loch 8c in der Halteplatte 24a zu verschließen, das mit dem Kapillarröhrchen 22 verbunden ist. Die Nut 32 einer Mutter zur Verbindung mit dem Halteschaft 26 ist in einer Stirnfläche der Halteplatte 24b gegenüber einer Stirnplatte ausgebildet, die mit der Halteplatte 24a gekoppelt ist. Die Steuerung des Innendrucks im Probenröhrchen 10 erfolgt durch Steuerung der Bewegung eines Kolbens 34, der im Probenröhrchen 10 angebracht ist.
  • 5 zeigt eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die bei einem NMR-System mit einem geteilten Magneten angewendet wird. Bei einem geteilten Magneten besteht ein Magnet 36 aus zwei oder mehr getrennten Magneteinheiten 38, 40, 42 und 44. Eine Sonde 46 wird in eine Bohrung 48 eingeführt, die in einem mittleren Abschnitt des Magneten 36 vorgesehen ist und ein mit einer Drucksteuerung 50 verbundenes Druckübertragungsrohr 52 und ein mit einer Halteschaftpositionssteuerung 54 verbundener Halteschaft 26 sind mit einem Spitzenende der Sonde 46 verbunden.
  • 6 zeigt eine Probeneinführungsbohrung und eine Messspule am Spitzenende der Sonde. Der geteilte Magnet ist in 5 gezeigt, aber in der vorliegenden Ausführungsform wird ein Elektromagnet verwendet. 5 zeigt die Sonde, die eine Probeneinführungsbohrung senkrecht zu einer Achse eines Sondengehäuses aufweist, aber in der vorliegenden Ausführungsform wird eine Sonde mit einer Probeneinführungsbohrung parallel zu einer Achse des Sondengehäuses verwendet.
  • Die 7A bis 7D sind Flussdiagramme zur Erläuterung von Vorgängen, wenn ein Probenröhrchen gemäß der vorliegenden Erfindung für eine NMR-Messung verwendet wird. Die 7A bis 7D entsprechen jeweils den in 7E gezeigten Schritten A bis D. Wenn das Probenröhrchen 3 von oben eingeführt wird, wird die an einem Spitzenende des Probenröhrchens 3 positionierte Halteplatte 24a an einer Stelle angehalten, die dem Einlass eines Lochs entspricht, das an einem Ende eines kugelförmigen oder elliptischen Raums ausgebildet ist (Schritt A und 7A).
  • Wenn das Probenröhrchen 3 gestoppt worden ist, wird der Halteschaft 26 nach oben bewegt, wodurch die Halteplatte 24b mit der Halteplatte 24a in Kontakt gebracht und gekoppelt wird. In diesem Fall wird die Bewegung des Halteschafts 26 durch die Halteschaftpositionssteuerungsvorrichtung 54 gesteuert, die in 5 gezeigt ist (Schritt B und 7B). Wenn die Kopplung der Halteplatte 24b mit der Halteplatte 24a abgeschlossen worden ist, senkt die in 5 gezeigte Drucksteuerungsvorrichtung 12 den in 4 gezeigten Kolben 18 durch das Druckübertragungsrohr 13, um den Innendruck in der nicht gemessenen Probe 20 zu erhöhen, die sich im Probenröhrchenkörper 10 befindet.
  • Gleichzeitig wird der Halteschaft 26 gesenkt. Die Erhöhung des Innendrucks und das Absenken des Halteschafts 26 bewirken, dass die Halteplatte 24b von der Halteplatte 24a weg bewegt wird, wodurch die zu messende Probe 18 aus dem Kapillarröhrchen 22 zwischen den Halteplatten 24a und 24b auftaucht (Schritt C und 7C). Wenn das Volumen der zu messenden Probe 18 einen Zielwert erreicht, werden der Druck im Probenröhrchen und die Position des Halteschafts 26 konstant gehalten, und es wird mit der Messung begonnen (Schritt D und 7D).
  • Die Gestalt der Kontaktfläche zwischen der zu messenden Probe 18 und dem Peripheriegas 16 in den Schritten C und D in Fig. E wird, wenn keine andere Kraft als die Oberflächenspannung angewendet wird, gemäß den folgenden Laplace-Formeln (1) und (2) bestimmt:
    Figure 00100001
    auf die in dem Dokument „FLUID MECHANICS" von L.D. Landau und E.M. Lifshitz, 2. englische Ausgabe (Pergamon, 1986) Bezug genommen wird.
  • In den obigen Formeln stehen P1 und P2 für Innendrücke in der zu messenden Probe 18 bzw. dem Peripheriegas 16; α steht für einen Oberflächendruckkoeffizienten und ΔP steht für die Druckdifferenz auf der Kontaktoberfläche. Um sicherzustellen, dass die Kontaktoberfläche stabil ist, ist es notwendig und ausreichend, dass ΔP an allen Punkten auf der Kontaktoberfläche denselben Wert aufweist.
  • Zusätzlich stehen R1 und R2 für eine Größe, die in der Geometrie als Hauptkrümmungshalbmesser bezeichnet wird und (1/R1 + 1/R2) ist als durchschnittliche Krümmung definiert und wird zur Beschreibung der Form einer dreidimensionalen gekrümmten Fläche benutzt. Gemäß einer Differenzialgeometrie wird, wenn alle Punkte (x, y, z) auf der dreidimensionalen gekrümmten Fläche die Gleichung F(x, y, z) = 0 erfüllen, die durchschnittliche Krümmung durch die folgende Gleichung (3) erfüllt:
    Figure 00100002
  • Wenn die Gleichung (3) in die Gleichung (1) eingesetzt wird, ergibt sich die Gleichung (4), und eine Funktion F(x, y, z), die die stabile Gestalt der Kontaktoberfläche darstellt, kann durch die Innendrücke P1 und P2 und den Oberflächenspannungskoeffizienten α bestimmt werden (siehe zum Beispiel das Dokument: „Introduction to Theoretical and Computational Fluid Dynamics" von C. Pozrikidis, Oxford University Press, New York, 1997).
  • Figure 00110001
  • Wenn die Gegenwart einer anderen Kraft als der Oberflächenspannung berücksichtigt werden muss, wird sie als weitere Größe zur rechten Seite der Gleichung addiert. Wenn beispielsweise der Einfluss der Schwerkraft, die in z-Richtung angelegt wird, berücksichtigt wird, verändert sich die Gleichung in die folgende Gleichung:
    Figure 00110002
  • In der Gleichung (5) stehen g, ρ1 und ρ2 für eine Schwerkraftbeschleunigungskonstante bzw. die Dichte der Probe 18 bzw. die Dichte des Peripheriegases 16. Ein Beispiel für die Form der zu messenden Probe 18, die durch die Oberflächenspannung und die in der Gleichung (5) gegebene Schwerkraft bestimmt wird, ist in 8 gezeigt.
  • In der Gleichung (5) steht P1 für den Druck der zu messenden Probe 18, die in 1 gezeigt ist. Gemäß dem Pascalschen Prinzip ist der Druck der zu messenden Probe 18 in einem gleichmäßigen Zustand gleich dem Druck der nicht gemessenen Probe 20, die mit dem Kapillarröhrchen 22 verbunden ist, und kann leicht durch Regulieren des Drucks der nicht gemessenen Probe 20 gesteuert werden.
  • Im Gegensatz zu diesem Fall werden g, ρ1, ρ2 und α durch einen Ort bestimmt, an dem die NMR-Messung ausgeführt und die Probe und das Gas verwendet werden. Daher ist ein Bereich, der für g, ρ1, ρ2 und α jeweils ausgewählt werden kann, sehr schmal und es ist schwierig, sie als Steuerungsfaktoren einzusetzen. Der Druck P2 des Peripheriegases 16 ist als Steuerungsfaktor aufgrund der Eigenschaft des NMR-Systems, in dem das Peripheriegas 16 immer durch ein Röhrchen außerhalb des Magneten zirkuliert, nicht geeignet. Daher wird in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Form der zu messenden Probe 18 durch Steuern des Drucks, der auf die nicht gemessene Probe 20 ausgeübt wird, geändert.
  • Indem das Probenröhrchen und die Messspule des NMR-Systems wie in der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform konstruiert werden, kann die Form der Probe nach Einführen der Probe in die Messspule in eine elliptische Form geändert werden. Des Weiteren ist die Probe durch das statische Magnetfeld, das durch den Magneten erzeugt wird, in einem gleichförmigeren Raum positioniert, und die Gleichförmigkeit des auf die Probe ausgeübten statischen Magnetfelds wird verbessert, indem die Störung des statischen Magnetfelds aufgrund der Probe verhindert wird, was zu Verbesserungen in der Auflösung und Empfindlichkeit eines NMR-Spektrums führt. Zusätzlich kann die Messspule längs der Oberfläche der Ellipse ohne Erweiterung des Abstands zwischen der Probe und der Messspule angeordnet werden, was zu einer weiteren Verbesserung der Messempfindlichkeit führt.
  • 9 zeigt eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In dieser Ausführungsform wird eine zu messende Probe 18 in Kontakt mit einer Halteplatte 24a platziert, die mit einem an einem Spitzenende eines Probenröhrchenkörpers 10 vorgesehenen Kapillar röhrchen 22 verbunden ist. 9 zeigt ein Beispiel, in dem die zu messende Probe 18 über der Halteplatte 24a positioniert ist, aber die Halteplatte 24a kann über der zu messenden Probe 19 angeordnet sein oder sich an einer anderen Stelle befinden. Andere in 9 gezeigte Bereiche und Komponenten sind ähnlich jenen in der ersten Ausführungsform und daher wird auf ihre Beschreibung verzichtet.
  • In der zweiten Ausführungsform sind eine Halteplatte 24b und ein mit der Halteplatte 24b verbundener Halteschaft 26 sowie eine Halteschaftpositionssteuerungsvorrichtung 14 entfernt und daher sind die Anordnung und der Betrieb im Vergleich mit jenen in der ersten Ausführungsform einfach. Wenn daher ein Probenröhrchen und eine Messspule des NMR-Systems so wie in der zweiten Ausführungsform konstruiert werden, kann dieselbe Wirkung wie in der ersten Ausführungsform in gleicher Weise mit der einfachen Anordnung erzielt werden. Zusätzlich ist ein oberer Bereich eines Gehäuses 12 geöffnet und daher ist es möglich, Licht oder einen Laserstrahl für die Messung zu projizieren und eine Pipette einzuführen.
  • Jedoch weist die Anordnung in der zweiten Ausführungsform keine Halteplatte 24b auf und daher ist das Volumen der zu messenden Probe 18, deren Form stabil gehalten kann, im Vergleich zu jenem in der ersten Ausführungsform verringert und die Intensität eines gemessenen Signals ist gemäß der Volumenverringerung der zu messenden Probe verringert.
  • 10 zeigt eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In dieser dritten Ausführungsform ist, anders als bei den vorstehend beschriebenen ersten und zweiten Ausführungsformen, ein elastischer Behälter 56 aus einem Elastomermaterial, das keinen Wasserstoff enthält, zwischen einer zu messenden Probe 18 und einem Peripheriegas 16 angeordnet. Die Verwendung des elastischen Behälters 56 aus dem keinen Wasserstoff enthaltenden Material stellt sicher, dass das Volumen der zu messenden Probe 18, deren Form stabil gehalten werden kann, ohne Verschlechterung der Einfachheit der Anordnung und des Betriebs des Systems in der zweiten Ausführungsform erhöht werden kann.
  • Des Weiteren sollte es für Fachleute verständlich sein, dass, obwohl die vorstehende Beschreibung Ausführungsformen der Erfindung behandelt hat, die Erfindung nicht auf diese beschränkt ist und verschiedene Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden können, ohne vom Geist der Erfindung und dem Umfang der beigefügten Ansprüche abzuweichen.

Claims (11)

  1. Kernmagnetresonanzspektrometer mit einer Sonde mit einem elliptischen oder kugelförmigen Messraum, einem Probenröhrchen mit einem Kapillarröhrchen, das sich in den Messraum durch eine Einführungsöffnung erstreckt, die in der Sonde vorgesehen ist, einer signalerfassenden Spule, die längs eines elliptischen oder kugelförmigen Abschnitts der Sonde außerhalb des Messraums angeordnet ist, worin eine Probe durch das Kapillarröhrchen in den Messraum geschoben wird und im Messraum durch die Oberflächenspannung der Probe in elliptischer oder kugelförmiger Form gehalten wird.
  2. Kernmagnetresonanzspektrometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es des Weiteren eine erste Halteplatte, die in einem Auslass des Kapillarröhrchens angebracht ist, und eine zweite Halteplatte, die der ersten Halteplatte gegenüberliegt, aufweist, wobei die zweite Halteplatte für eine Bewegung auf die erste Halteplatte zu und von der ersten Halteplatte weg gehalten ist und der Abstand zwischen der ersten und zweiten Halteplatte reguliert werden kann.
  3. Kernmagnetresonanzspektrometer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Form der Probe durch Steuern des auf die Probe ausgeübten Drucks verändert wird.
  4. Kernmagnetresonanzspektrometer nach einem der Ansprüche 1–3, dadurch gekennzeichnet, dass die Probe in einem sterilen Zustand gehalten wird, indem der Messraum mit einem sterilisierenden Gas gefüllt wird, das einen Druck aufweist, der höher als der Umgebungsdruck ist.
  5. Kernmagnetresonanzspektrometer nach einem der Ansprüche 1–4, dadurch gekennzeichnet, dass die signalerfassende Spule auf einer drehbaren gekrümmten Oberfläche angeordnet ist, die in Bezug auf eine Drehachse, die durch eine Längsmittelachse des Probenröhrchens vorgesehen ist, symmetrisch ist.
  6. Kernmagnetresonanzspektrometer nach einem der Ansprüche 2–5, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und zweite Halteplatte jeweils wasserabstoßend sind.
  7. Kernmagnetresonanzspektrometer nach einem der Ansprüche 2–6, dadurch gekennzeichnet, dass die Form der Probe durch Steuern des auf die Probe ausgeübten Drucks verändert wird.
  8. Kernmagnetresonanzspektrometer nach einem der Ansprüche 2–7, dadurch gekennzeichnet, dass die Probe in einem sterilen Zustand gehalten wird, indem der Messraum mit einem sterilisierenden Gas gefüllt ist, das einen Druck aufweist, der höher als der Umgebungsdruck ist.
  9. Kernmagnetresonanzspektrometer nach einem der Ansprüche 2–8, dadurch gekennzeichnet, dass die signalerfassende Spule auf einer drehbaren gekrümmten Oberfläche angeordnet ist, die in Bezug auf eine Drehachse, die durch eine Längsmittelachse des Probenröhrchens vorgesehen ist, symmetrisch ist.
  10. Kernmagnetresonanzspektrometer mit einer Sonde mit einem elliptischen oder kugelförmigen Messraum, einem Probenröhrchen mit einem Kapillarröhrchen, das sich in den Messraum durch eine Einführungsöffnung erstreckt, die in der Sonde vorgesehen ist, einer ersten Halteplatte, die an einem Auslass des Kapillarröhrchens angebracht ist, einer zweiten Halteplatte, die der ersten Halteplatte gegenüberliegend angebracht ist, einem Halteschaft, der die zweite Halteplatte zur Bewegung stützt und einer signalerfassenden Spule, die längs eines elliptischen oder kugelförmigen Abschnitts der Sonde außerhalb des Messraums angeordnet ist, wobei eine Probe durch das Kapillarröhrchen in den Messraum geschoben wird und im Messraum durch die Oberflächenspannung der Probe in elliptischer oder kugelförmiger Form gehalten wird und dann durch Bewegen des Halteschafts in ihrer Form verändert wird.
  11. Verfahren zum Messen einer Kernmagnetresonanz mit den folgenden Schritten: Hinausschieben einer Probe durch ein Kapillarröhrchen in einen elliptischen oder kugelförmigen Messraum, der in einer Sonde vorgesehen ist; Bewahren der Probe im Messraum in elliptischer oder kugelförmiger Form; Anwenden einer elektromagnetischen Welle auf die Probe und Empfangen eines Signals durch eine signalerfassende Spule, die an einem elliptischen oder kugelförmigen Abschnitt der Sonde außerhalb des Messraums angeordnet ist.
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DE (1) DE102005007590B4 (de)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9110132B2 (en) * 2011-08-05 2015-08-18 Chris Chiodo Electrical and fluid connection system for magnetic imaging
US10147043B2 (en) 2013-03-15 2018-12-04 Ppg Industries Ohio, Inc. Systems and methods for texture assessment of a coating formulation
US10586162B2 (en) 2013-03-15 2020-03-10 Ppg Industries Ohio, Inc. Systems and methods for determining a coating formulation
NZ631063A (en) 2013-11-08 2015-10-30 Ppg Ind Ohio Inc Texture analysis of a coated surface using cross-normalization
NZ631068A (en) 2013-11-08 2015-10-30 Ppg Ind Ohio Inc Texture analysis of a coated surface using electrostatics calculations
NZ631047A (en) * 2013-11-08 2015-10-30 Ppg Ind Ohio Inc Texture analysis of a coated surface using kepler’s planetary motion laws
CN105929348B (zh) * 2016-05-05 2018-09-07 中国科学技术大学 一种磁共振谱仪及基于fpga的磁共振谱仪控制装置
US10646722B2 (en) 2017-05-29 2020-05-12 Elegant Mathematics LLC Magnets for magnetic resonance applications
US11874220B2 (en) 2018-04-26 2024-01-16 Ppg Industries Ohio, Inc. Formulation systems and methods employing target coating data results
US10871888B2 (en) 2018-04-26 2020-12-22 Ppg Industries Ohio, Inc. Systems, methods, and interfaces for rapid coating generation
US10970879B2 (en) 2018-04-26 2021-04-06 Ppg Industries Ohio, Inc. Formulation systems and methods employing target coating data results
US11119035B2 (en) 2018-04-26 2021-09-14 Ppg Industries Ohio, Inc. Systems and methods for rapid coating composition determinations

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5973753A (ja) * 1982-10-21 1984-04-26 Toshiba Corp 超微量分光光度計
US4549136A (en) * 1983-04-07 1985-10-22 Varian Associates, Inc. Controlled susceptibility plugs
US4775836A (en) * 1987-03-27 1988-10-04 Siemens Medical Systems, Inc. Flow-through cell for NMR spectroscopy of liquid samples
DE4101473C2 (de) * 1991-01-19 1994-03-24 Bruker Analytische Messtechnik Probenkopf für Durchfluß-NMR-Spektroskopie
EP0547918B1 (de) 1991-12-19 1999-03-03 Varian Associates, Inc. Einrichtung zur Formgebung von Proben der magnetischen Kernresonanz
JPH06249934A (ja) 1993-02-25 1994-09-09 Shimadzu Corp Nmr用試料管
JPH0784023A (ja) 1993-06-30 1995-03-31 Shigemi:Kk 核磁気共鳴装置用試料管
US5867026A (en) * 1996-04-04 1999-02-02 Varian Associates, Inc. Flow tube for NMR probe
US6177798B1 (en) * 1999-07-27 2001-01-23 Varian, Inc. Flow-through NMR probe having a replaceable NMR flow tube
DE10111674C2 (de) * 2001-03-09 2003-02-06 Bruker Biospin Ag Faellanden Vorrichtung zum Transport sowie zur exakten Positionierung eines Probengläschens in einem hochauflösenden NRM-Spektrometer

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US7135865B2 (en) 2006-11-14

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