JP2001041913A - Ｎｍｒプローブ - Google Patents
ＮｍｒプローブInfo
- Publication number
- JP2001041913A JP2001041913A JP11212441A JP21244199A JP2001041913A JP 2001041913 A JP2001041913 A JP 2001041913A JP 11212441 A JP11212441 A JP 11212441A JP 21244199 A JP21244199 A JP 21244199A JP 2001041913 A JP2001041913 A JP 2001041913A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- coil
- nmr
- terminals
- frequency
- observation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】静磁場の均一度を乱す恐れの強いＮＭＲプロー
ブの交換作業を行なう必要がなく、高い共鳴周波数の核
種のＮＭＲと低い共鳴周波数の核種のＮＭＲを、１台で
共に最高の感度で測定することのできるＮＭＲプローブ
を提供する。 【解決手段】試料中の観測核に高周波磁界を照射すると
共に、該試料中の観測核から放射される高周波磁界を検
出するＮＭＲ観測用コイルと、試料中の非観測核に高周
波磁界を照射して観測核から非観測核をデカップルする
ためのデカップル用コイルとを備えたＮＭＲプローブに
おいて、前記２つのコイルをそれぞれ複数個のコイルに
分割し、該分割された複数個のコイルを直列に接続する
モードと、該分割された複数個のコイルを並列に接続す
るモードとを切り換え可能にした。
ブの交換作業を行なう必要がなく、高い共鳴周波数の核
種のＮＭＲと低い共鳴周波数の核種のＮＭＲを、１台で
共に最高の感度で測定することのできるＮＭＲプローブ
を提供する。 【解決手段】試料中の観測核に高周波磁界を照射すると
共に、該試料中の観測核から放射される高周波磁界を検
出するＮＭＲ観測用コイルと、試料中の非観測核に高周
波磁界を照射して観測核から非観測核をデカップルする
ためのデカップル用コイルとを備えたＮＭＲプローブに
おいて、前記２つのコイルをそれぞれ複数個のコイルに
分割し、該分割された複数個のコイルを直列に接続する
モードと、該分割された複数個のコイルを並列に接続す
るモードとを切り換え可能にした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＮＭＲプローブに
関し、特に、広い周波数帯域に渡ってＮＭＲを測定する
ことのできるＮＭＲプローブに関する。
関し、特に、広い周波数帯域に渡ってＮＭＲを測定する
ことのできるＮＭＲプローブに関する。
【０００２】
【従来の技術】さまざまな核種のＮＭＲスペクトルを測
定するためには、観測する核種によって共鳴周波数が非
常に異なるため、数十から数百ＭＨｚまでの広い範囲を
取り扱えるＮＭＲプローブを用意する必要がある。とこ
ろが、そのように広い周波数帯域を感度良く一度に全て
取り扱えるＮＭＲプローブを製作することは、技術的に
極めて困難であるため、観測核の共鳴周波数の分布に偏
りがあることを利用して、共鳴周波数が比較的高い核種
と共鳴周波数が比較的低い核種とに分けて取り扱うのが
一般的である。
定するためには、観測する核種によって共鳴周波数が非
常に異なるため、数十から数百ＭＨｚまでの広い範囲を
取り扱えるＮＭＲプローブを用意する必要がある。とこ
ろが、そのように広い周波数帯域を感度良く一度に全て
取り扱えるＮＭＲプローブを製作することは、技術的に
極めて困難であるため、観測核の共鳴周波数の分布に偏
りがあることを利用して、共鳴周波数が比較的高い核種
と共鳴周波数が比較的低い核種とに分けて取り扱うのが
一般的である。
【０００３】図１は、ＮＭＲで観測する核種の共鳴周波
数の分布を表わしたものである。例えば、現在市販され
ている大型の超伝導磁石を用いた、約１４万ガウスの静
磁場を発生させることのできるＮＭＲ装置では、1Ｈ核
が約６００ＭＨｚ、19Ｆ核が約５６０ＭＨｚ、31Ｐ核が
約２４０ＭＨｚ、13Ｃ核が約１５０ＭＨｚ、29Ｓｉ核が
約１２０ＭＨｚ、2Ｄ核が約９０ＭＨｚ、17Ｏ核が約８
０ＭＨｚ、15Ｎ核が約６０ＭＨｚの周波数帯域で共鳴す
ることが判っている。静磁場の強さとＮＭＲの共鳴周波
数とは互いに比例するので、この図１の関係は、静磁場
の強さに関わらず常に成立する。
数の分布を表わしたものである。例えば、現在市販され
ている大型の超伝導磁石を用いた、約１４万ガウスの静
磁場を発生させることのできるＮＭＲ装置では、1Ｈ核
が約６００ＭＨｚ、19Ｆ核が約５６０ＭＨｚ、31Ｐ核が
約２４０ＭＨｚ、13Ｃ核が約１５０ＭＨｚ、29Ｓｉ核が
約１２０ＭＨｚ、2Ｄ核が約９０ＭＨｚ、17Ｏ核が約８
０ＭＨｚ、15Ｎ核が約６０ＭＨｚの周波数帯域で共鳴す
ることが判っている。静磁場の強さとＮＭＲの共鳴周波
数とは互いに比例するので、この図１の関係は、静磁場
の強さに関わらず常に成立する。
【０００４】図１から明らかなように、19Ｆ核と31Ｐ核
の間には、２倍以上の開きがあり、この間には他の観測
核が存在しない。そこで、従来は、1Ｈ核と19Ｆ核を最
高感度で観測するための高い周波数帯域用のＮＭＲプロ
ーブ（ＨＦタイプ）と、31Ｐ以下の核種を最高感度で観
測するための低い周波数帯域用のＮＭＲプローブ（ＬＦ
タイプ）を別々に用意し、観測核を変更する際には、こ
れらのＮＭＲプローブを交換することで各ＮＭＲの最高
感度が得られるように対処していた。
の間には、２倍以上の開きがあり、この間には他の観測
核が存在しない。そこで、従来は、1Ｈ核と19Ｆ核を最
高感度で観測するための高い周波数帯域用のＮＭＲプロ
ーブ（ＨＦタイプ）と、31Ｐ以下の核種を最高感度で観
測するための低い周波数帯域用のＮＭＲプローブ（ＬＦ
タイプ）を別々に用意し、観測核を変更する際には、こ
れらのＮＭＲプローブを交換することで各ＮＭＲの最高
感度が得られるように対処していた。
【０００５】通常、ＮＭＲスペクトルの測定に用いられ
るＮＭＲプローブは、試料中の観測核に高周波磁界を照
射し、その後観測核から放射される高周波磁界を検出す
るためのＮＭＲ観測用コイルと、試料中の非観測核に高
周波磁界を照射して観測核から非観測核をデカップルす
るためのデカップル用コイルとを備えている。そして、
ＮＭＲの検出感度を高める必要性から、コイルと試料と
の距離をできる限り近づけてコイルの充填率（フィリン
グファクター）を高める目的で、ＮＭＲプローブの最も
内側にＮＭＲ観測用コイルを配置し、該ＮＭＲ観測用コ
イルの外側に試料からやや距離を置いてデカップル用コ
イルを配置するという構成になっているのが普通であ
る。
るＮＭＲプローブは、試料中の観測核に高周波磁界を照
射し、その後観測核から放射される高周波磁界を検出す
るためのＮＭＲ観測用コイルと、試料中の非観測核に高
周波磁界を照射して観測核から非観測核をデカップルす
るためのデカップル用コイルとを備えている。そして、
ＮＭＲの検出感度を高める必要性から、コイルと試料と
の距離をできる限り近づけてコイルの充填率（フィリン
グファクター）を高める目的で、ＮＭＲプローブの最も
内側にＮＭＲ観測用コイルを配置し、該ＮＭＲ観測用コ
イルの外側に試料からやや距離を置いてデカップル用コ
イルを配置するという構成になっているのが普通であ
る。
【０００６】そこで、1Ｈ核のような共鳴周波数の高い
核種を測定する場合には、該1Ｈ−ＮＭＲにとって最高
の感度が得られるように、プローブの最も内側に高い周
波数帯域を有するＮＭＲ観測用コイルを設け、その外側
に、共鳴周波数の低い他核種を照射することができるよ
うに、低い周波数帯域を有するデカップル用コイルを設
けた高い共鳴周波数の核種測定専用のＮＭＲプローブ
（ＨＦタイプ）が用いられる一方、13Ｃ核のような共鳴
周波数の低い核種を測定する場合には、該13Ｃ−ＮＭＲ
にとって最高の感度が得られるように、プローブの最も
内側に低い周波数帯域を有するＮＭＲ観測用コイルを設
け、その外側に、共鳴周波数の高い他核種を照射するこ
とができるように、高い周波数帯域を有するデカップル
用コイルを設けた低い共鳴周波数の核種測定専用のＮＭ
Ｒプローブ（ＬＦタイプ）が用いられてきた。
核種を測定する場合には、該1Ｈ−ＮＭＲにとって最高
の感度が得られるように、プローブの最も内側に高い周
波数帯域を有するＮＭＲ観測用コイルを設け、その外側
に、共鳴周波数の低い他核種を照射することができるよ
うに、低い周波数帯域を有するデカップル用コイルを設
けた高い共鳴周波数の核種測定専用のＮＭＲプローブ
（ＨＦタイプ）が用いられる一方、13Ｃ核のような共鳴
周波数の低い核種を測定する場合には、該13Ｃ−ＮＭＲ
にとって最高の感度が得られるように、プローブの最も
内側に低い周波数帯域を有するＮＭＲ観測用コイルを設
け、その外側に、共鳴周波数の高い他核種を照射するこ
とができるように、高い周波数帯域を有するデカップル
用コイルを設けた低い共鳴周波数の核種測定専用のＮＭ
Ｒプローブ（ＬＦタイプ）が用いられてきた。
【０００７】もっとも、外側に設けられたデカップル用
コイルをＮＭＲ観測用コイルとして使用すると共に、内
側に設けられたＮＭＲ観測用コイルをデカップル用コイ
ルとして使用して、ＨＦタイプのＮＭＲプローブで低い
共鳴周波数の核種を測定したり、逆に、ＬＦタイプのＮ
ＭＲプローブで高い共鳴周波数の核種を測定したりする
ことも日常的に行なわれてはいるが、これらの場合に
は、ＮＭＲの観測の役割を果たす外側コイルと試料との
間が離れているため、観測対象の核種に対して最高のＮ
ＭＲ感度を得ることは困難である。
コイルをＮＭＲ観測用コイルとして使用すると共に、内
側に設けられたＮＭＲ観測用コイルをデカップル用コイ
ルとして使用して、ＨＦタイプのＮＭＲプローブで低い
共鳴周波数の核種を測定したり、逆に、ＬＦタイプのＮ
ＭＲプローブで高い共鳴周波数の核種を測定したりする
ことも日常的に行なわれてはいるが、これらの場合に
は、ＮＭＲの観測の役割を果たす外側コイルと試料との
間が離れているため、観測対象の核種に対して最高のＮ
ＭＲ感度を得ることは困難である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】このような構成におい
て、従来の問題点は、常に最高感度でＮＭＲの測定を行
なおうとすれば、観測対象の核種の周波数帯域が変わる
たびにＮＭＲプローブの交換を行なわなければならなか
ったため、ＮＭＲプローブの交換作業に手間がかかるの
みならず、ＮＭＲプローブが替わったことに起因するＮ
ＭＲ分解能の変化をも調整しなければならず、その調整
に多大な時間と労力を費やさなければならなかったこと
である。このＮＭＲ分解能の変化は、静磁場の均一性が
ＮＭＲプローブの挿入によって乱されることにその原因
があり、乱された静磁場を元通りの均一度に戻すために
は、煩わしいシムの調整を行なわなければならなかっ
た。
て、従来の問題点は、常に最高感度でＮＭＲの測定を行
なおうとすれば、観測対象の核種の周波数帯域が変わる
たびにＮＭＲプローブの交換を行なわなければならなか
ったため、ＮＭＲプローブの交換作業に手間がかかるの
みならず、ＮＭＲプローブが替わったことに起因するＮ
ＭＲ分解能の変化をも調整しなければならず、その調整
に多大な時間と労力を費やさなければならなかったこと
である。このＮＭＲ分解能の変化は、静磁場の均一性が
ＮＭＲプローブの挿入によって乱されることにその原因
があり、乱された静磁場を元通りの均一度に戻すために
は、煩わしいシムの調整を行なわなければならなかっ
た。
【０００９】本発明の目的は、上述した点に鑑み、静磁
場の均一度を乱す恐れの強いＮＭＲプローブの交換作業
を行なう必要がなく、高い共鳴周波数の核種のＮＭＲと
低い共鳴周波数の核種のＮＭＲを、１台で共に最高の感
度で測定することのできるＮＭＲプローブを提供するこ
とにある。
場の均一度を乱す恐れの強いＮＭＲプローブの交換作業
を行なう必要がなく、高い共鳴周波数の核種のＮＭＲと
低い共鳴周波数の核種のＮＭＲを、１台で共に最高の感
度で測定することのできるＮＭＲプローブを提供するこ
とにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明にかかるＮＭＲプローブは、試料中の観測核
に高周波磁界を照射すると共に、該試料中の観測核から
放射される高周波磁界を検出するＮＭＲ観測用コイル
と、試料中の非観測核に高周波磁界を照射して観測核か
ら非観測核をデカップルするためのデカップル用コイル
とを備えたＮＭＲプローブにおいて、前記２つのコイル
をそれぞれ複数個のコイルに分割し、該分割された複数
個のコイルを直列に接続するモードと、該分割された複
数個のコイルを並列に接続するモードとを切り換え可能
にしたことを特徴としている。
め、本発明にかかるＮＭＲプローブは、試料中の観測核
に高周波磁界を照射すると共に、該試料中の観測核から
放射される高周波磁界を検出するＮＭＲ観測用コイル
と、試料中の非観測核に高周波磁界を照射して観測核か
ら非観測核をデカップルするためのデカップル用コイル
とを備えたＮＭＲプローブにおいて、前記２つのコイル
をそれぞれ複数個のコイルに分割し、該分割された複数
個のコイルを直列に接続するモードと、該分割された複
数個のコイルを並列に接続するモードとを切り換え可能
にしたことを特徴としている。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施の形態を説明する。図２は、本発明にかかるＮＭＲ
プローブの一実施例を示したものである。図中、上側に
描かれたcoil１の斜視図は、プローブの最も内側に設け
られたＮＭＲ観測用コイルを示したものであり、下側に
描かれたcoil２の斜視図は、ＮＭＲ観測用コイルの外側
に設けられたデカップル用コイルを示したものである。
本実施例では、両コイルはそれぞれ２ターンのサドル型
コイルであり、実際の動作時には、両コイルは発生する
高周波磁界の軸が互いに直交する向きに配置されるが、
図２では、コイル端子が見やすいように、コイルの向き
を揃えて図示してある。また、coil１とcoil２の右側に
描かれた１ターンのコイルが一対ずつ並んだ図は、サド
ル型コイルを等価なソレノイド型コイルに置き換えて概
念的に示したものである。
実施の形態を説明する。図２は、本発明にかかるＮＭＲ
プローブの一実施例を示したものである。図中、上側に
描かれたcoil１の斜視図は、プローブの最も内側に設け
られたＮＭＲ観測用コイルを示したものであり、下側に
描かれたcoil２の斜視図は、ＮＭＲ観測用コイルの外側
に設けられたデカップル用コイルを示したものである。
本実施例では、両コイルはそれぞれ２ターンのサドル型
コイルであり、実際の動作時には、両コイルは発生する
高周波磁界の軸が互いに直交する向きに配置されるが、
図２では、コイル端子が見やすいように、コイルの向き
を揃えて図示してある。また、coil１とcoil２の右側に
描かれた１ターンのコイルが一対ずつ並んだ図は、サド
ル型コイルを等価なソレノイド型コイルに置き換えて概
念的に示したものである。
【００１２】まず、第１のケースは、内側のＮＭＲ観測
用コイルの共振周波数の値を高く設定し、1Ｈなど共鳴
周波数の高い核種のＮＭＲを観測する場合（ＨＦタイプ
のＮＭＲプローブの場合）である。本実施例では、ＮＭ
Ｒ観測用コイルであるcoil１の４つの端子、ａ、ｂ、
ｃ、ｄの内、ａ端子とｄ端子、及びｂ端子とｃ端子をそ
れぞれ短絡させ、ａ端子とｄ端子から同時に高周波電流
を注入し、ｂ端子とｃ端子から同時に高周波電流を取り
出すように配線する。これにより、coil１を構成する２
ターンのコイルは、１ターンずつに分割された後、それ
らが互いに並列に接続された形となり、coil１全体とし
てのインダクタンスは低い値となる。そして、図示しな
い外部の可変コンデンサーと共にＬＣ共振回路を構成し
て並列共振を起こさせた場合には、1Ｈなど共鳴周波数
の高い核種を観測するのにふさわしい高い共振周波数ｆ
（＝１／２π√（ＬＣ））で共振するＮＭＲ観測用コイ
ルを得ることができる。
用コイルの共振周波数の値を高く設定し、1Ｈなど共鳴
周波数の高い核種のＮＭＲを観測する場合（ＨＦタイプ
のＮＭＲプローブの場合）である。本実施例では、ＮＭ
Ｒ観測用コイルであるcoil１の４つの端子、ａ、ｂ、
ｃ、ｄの内、ａ端子とｄ端子、及びｂ端子とｃ端子をそ
れぞれ短絡させ、ａ端子とｄ端子から同時に高周波電流
を注入し、ｂ端子とｃ端子から同時に高周波電流を取り
出すように配線する。これにより、coil１を構成する２
ターンのコイルは、１ターンずつに分割された後、それ
らが互いに並列に接続された形となり、coil１全体とし
てのインダクタンスは低い値となる。そして、図示しな
い外部の可変コンデンサーと共にＬＣ共振回路を構成し
て並列共振を起こさせた場合には、1Ｈなど共鳴周波数
の高い核種を観測するのにふさわしい高い共振周波数ｆ
（＝１／２π√（ＬＣ））で共振するＮＭＲ観測用コイ
ルを得ることができる。
【００１３】このとき、外側のデカップル用コイルは、
13Ｃなど共鳴周波数の低い核種を高周波照射して1Ｈ核
からデカップルさせるために働かせる必要がある。そこ
で、デカップル用コイルであるcoil２の４つの端子、
ｅ、ｆ、ｇ、ｈの内、ｆ端子とｈ端子を短絡させ、ｅ端
子から高周波電流を注入し、ｇ端子から高周波電流を取
り出すように配線する。これにより、coil２を構成する
２ターンのコイルは、１ターンずつに分割された後、そ
れらが互いに直列に接続された形となり、coil２全体と
してのインダクタンスは高い値となる。そして、図示し
ない外部の可変コンデンサーと共にＬＣ共振回路を構成
して並列共振を起こさせた場合には、13Ｃなど共鳴周波
数の低い核種をデカップルするのにふさわしい低い共振
周波数ｆ（＝１／２π√（ＬＣ））で共振するデカップ
ル用コイルを得ることができる。
13Ｃなど共鳴周波数の低い核種を高周波照射して1Ｈ核
からデカップルさせるために働かせる必要がある。そこ
で、デカップル用コイルであるcoil２の４つの端子、
ｅ、ｆ、ｇ、ｈの内、ｆ端子とｈ端子を短絡させ、ｅ端
子から高周波電流を注入し、ｇ端子から高周波電流を取
り出すように配線する。これにより、coil２を構成する
２ターンのコイルは、１ターンずつに分割された後、そ
れらが互いに直列に接続された形となり、coil２全体と
してのインダクタンスは高い値となる。そして、図示し
ない外部の可変コンデンサーと共にＬＣ共振回路を構成
して並列共振を起こさせた場合には、13Ｃなど共鳴周波
数の低い核種をデカップルするのにふさわしい低い共振
周波数ｆ（＝１／２π√（ＬＣ））で共振するデカップ
ル用コイルを得ることができる。
【００１４】次に、第２のケースは、内側のＮＭＲ観測
用コイルの共振周波数の値を低く設定し、13Ｃなど共鳴
周波数の低い核種のＮＭＲを観測する場合（ＬＦタイプ
のＮＭＲプローブの場合）である。本実施例では、ＮＭ
Ｒ観測用コイルであるcoil１の４つの端子、ａ、ｂ、
ｃ、ｄの内、ｂ端子とｄ端子を短絡させ、ａ端子から高
周波電流を注入し、ｃ端子から高周波電流を取り出すよ
うに配線する。これにより、coil１を構成する２ターン
のコイルは、１ターンずつに分割された後、それらが互
いに直列に接続された形となり、coil１全体としてのイ
ンダクタンスは高い値となる。そして、図示しない外部
の可変コンデンサーと共にＬＣ共振回路を構成して並列
共振を起こさせた場合には、13Ｃなど共鳴周波数の低い
核種を観測するのにふさわしい低い共振周波数ｆ（＝１
／２π√（ＬＣ））で共振するＮＭＲ観測用コイルを得
ることができる。
用コイルの共振周波数の値を低く設定し、13Ｃなど共鳴
周波数の低い核種のＮＭＲを観測する場合（ＬＦタイプ
のＮＭＲプローブの場合）である。本実施例では、ＮＭ
Ｒ観測用コイルであるcoil１の４つの端子、ａ、ｂ、
ｃ、ｄの内、ｂ端子とｄ端子を短絡させ、ａ端子から高
周波電流を注入し、ｃ端子から高周波電流を取り出すよ
うに配線する。これにより、coil１を構成する２ターン
のコイルは、１ターンずつに分割された後、それらが互
いに直列に接続された形となり、coil１全体としてのイ
ンダクタンスは高い値となる。そして、図示しない外部
の可変コンデンサーと共にＬＣ共振回路を構成して並列
共振を起こさせた場合には、13Ｃなど共鳴周波数の低い
核種を観測するのにふさわしい低い共振周波数ｆ（＝１
／２π√（ＬＣ））で共振するＮＭＲ観測用コイルを得
ることができる。
【００１５】このとき、外側のデカップル用コイルは、
1Ｈなど共鳴周波数の高い核種を高周波照射して13Ｃ核
からデカップルさせるために働かせる必要がある。そこ
で、デカップル用コイルであるcoil２の４つの端子、
ｅ、ｆ、ｇ、ｈの内、ｅ端子とｈ端子、及びｆ端子とｇ
端子をそれぞれ短絡させ、ｅ端子とｈ端子から同時に高
周波電流を注入し、ｆ端子とｇ端子から同時に高周波電
流を取り出すように配線する。これにより、coil２を構
成する２ターンのコイルは、１ターンずつに分割された
後、それらが互いに並列に接続された形となり、coil２
全体としてのインダクタンスは低い値となる。そして、
図示しない外部の可変コンデンサーと共にＬＣ共振回路
を構成して並列共振を起こさせた場合には、1Ｈなど共
鳴周波数の高い核種をデカップルするのにふさわしい高
い共振周波数ｆ（＝１／２π√（ＬＣ））で共振するデ
カップル用コイルを得ることができる。
1Ｈなど共鳴周波数の高い核種を高周波照射して13Ｃ核
からデカップルさせるために働かせる必要がある。そこ
で、デカップル用コイルであるcoil２の４つの端子、
ｅ、ｆ、ｇ、ｈの内、ｅ端子とｈ端子、及びｆ端子とｇ
端子をそれぞれ短絡させ、ｅ端子とｈ端子から同時に高
周波電流を注入し、ｆ端子とｇ端子から同時に高周波電
流を取り出すように配線する。これにより、coil２を構
成する２ターンのコイルは、１ターンずつに分割された
後、それらが互いに並列に接続された形となり、coil２
全体としてのインダクタンスは低い値となる。そして、
図示しない外部の可変コンデンサーと共にＬＣ共振回路
を構成して並列共振を起こさせた場合には、1Ｈなど共
鳴周波数の高い核種をデカップルするのにふさわしい高
い共振周波数ｆ（＝１／２π√（ＬＣ））で共振するデ
カップル用コイルを得ることができる。
【００１６】このように、第１のケースと第２のケース
から判るように、コイル端子の接続方法を変えるだけで
コイルのインダクタンスを約４倍変えることができるの
で、ＮＭＲプローブにコイル端子の接続方法を変更する
機構を設けるだけで、１台のＮＭＲプローブを用いて共
鳴周波数が約２倍異なるＮＭＲの測定を行なわせること
が可能になる。これは、図１で示したような、高い共鳴
周波数を持つ核種グループ（1Ｈ、19Ｆなど）の周波数
領域と低い共鳴周波数を持つ核種グループ（31Ｐ、
13Ｃ、29Ｓｉ、2Ｄ、17Ｏ、15Ｎなど）の周波数領域
を、１台のＮＭＲプローブでカバーできるようになった
ことを意味するものである。すなわち、従来問題となっ
ていたＮＭＲプローブの交換作業を行なうことなく、１
台のＮＭＲプローブでＨＦタイプとＬＦタイプの仕様を
兼ね備え、１台のＮＭＲプローブで全ての核種のＮＭＲ
をその最高感度で測定することができるので、従来、Ｎ
ＭＲプローブを交換したときに必要だった分解能の調整
作業などは一切不要となる。
から判るように、コイル端子の接続方法を変えるだけで
コイルのインダクタンスを約４倍変えることができるの
で、ＮＭＲプローブにコイル端子の接続方法を変更する
機構を設けるだけで、１台のＮＭＲプローブを用いて共
鳴周波数が約２倍異なるＮＭＲの測定を行なわせること
が可能になる。これは、図１で示したような、高い共鳴
周波数を持つ核種グループ（1Ｈ、19Ｆなど）の周波数
領域と低い共鳴周波数を持つ核種グループ（31Ｐ、
13Ｃ、29Ｓｉ、2Ｄ、17Ｏ、15Ｎなど）の周波数領域
を、１台のＮＭＲプローブでカバーできるようになった
ことを意味するものである。すなわち、従来問題となっ
ていたＮＭＲプローブの交換作業を行なうことなく、１
台のＮＭＲプローブでＨＦタイプとＬＦタイプの仕様を
兼ね備え、１台のＮＭＲプローブで全ての核種のＮＭＲ
をその最高感度で測定することができるので、従来、Ｎ
ＭＲプローブを交換したときに必要だった分解能の調整
作業などは一切不要となる。
【００１７】尚、本実施例の変形例として、ＮＭＲ観測
用コイル及びデカップル用コイルを共に並列接続モード
に配線すれば、1Ｈ核と19Ｆ核のように、共に近接して
高い周波数帯域で共鳴する核種同士に対しても、ＮＭＲ
の観測とデカップルとを同時に行なわせることが可能に
なる。また、同様な考え方から、ＮＭＲ観測用コイル及
びデカップル用コイルを共に直列接続モードに配線すれ
ば、低い周波数帯域で共鳴する核種同士に対しても、Ｎ
ＭＲの観測とデカップルとを同時に行なわせることが可
能になる。要は、コイルの接続方法の組み合わせ方の問
題に過ぎない。
用コイル及びデカップル用コイルを共に並列接続モード
に配線すれば、1Ｈ核と19Ｆ核のように、共に近接して
高い周波数帯域で共鳴する核種同士に対しても、ＮＭＲ
の観測とデカップルとを同時に行なわせることが可能に
なる。また、同様な考え方から、ＮＭＲ観測用コイル及
びデカップル用コイルを共に直列接続モードに配線すれ
ば、低い周波数帯域で共鳴する核種同士に対しても、Ｎ
ＭＲの観測とデカップルとを同時に行なわせることが可
能になる。要は、コイルの接続方法の組み合わせ方の問
題に過ぎない。
【００１８】また、サドル型コイルで４ターンや６ター
ンのようにターン数が多い場合も、コイルを２個あるい
はそれ以上の複数個に分割して、それらを直列接続モー
ドにしたり並列接続モードにしたりすれば、２ターン型
のサドル型コイルの場合と同等か、あるいはそれ以上に
広範な周波数範囲で、ＮＭＲプローブの観測周波数とデ
カップル周波数を変更することが可能になる。
ンのようにターン数が多い場合も、コイルを２個あるい
はそれ以上の複数個に分割して、それらを直列接続モー
ドにしたり並列接続モードにしたりすれば、２ターン型
のサドル型コイルの場合と同等か、あるいはそれ以上に
広範な周波数範囲で、ＮＭＲプローブの観測周波数とデ
カップル周波数を変更することが可能になる。
【００１９】例えば、図３は、coil１とcoil２がともに
４ターンのサドル型コイルから成る場合に、両コイルを
ともに２個に分割して直列接続モードと並列接続モード
の間でつなぎ換えを行なったときの概念を等価なソレノ
イド型コイルで表現した図、また、図４は、coil１が２
ターンのサドル型コイル、coil２が４ターンのサドル型
コイルから成る場合に、両コイルをともに２個に分割し
て直列接続モードと並列接続モードの間でつなぎ換えを
行なったときの概念を等価なソレノイド型コイルで表現
した図である。これらの図から明らかなように、サドル
型コイルのターン数が増えても、あるいはターン数の異
なるサドル型コイル同士の組み合わせであっても、直列
接続モードと並列接続モードの間でつなぎ換えを行なう
ことにより、ＮＭＲプローブの観測周波数とデカップル
周波数を変更することが可能である。
４ターンのサドル型コイルから成る場合に、両コイルを
ともに２個に分割して直列接続モードと並列接続モード
の間でつなぎ換えを行なったときの概念を等価なソレノ
イド型コイルで表現した図、また、図４は、coil１が２
ターンのサドル型コイル、coil２が４ターンのサドル型
コイルから成る場合に、両コイルをともに２個に分割し
て直列接続モードと並列接続モードの間でつなぎ換えを
行なったときの概念を等価なソレノイド型コイルで表現
した図である。これらの図から明らかなように、サドル
型コイルのターン数が増えても、あるいはターン数の異
なるサドル型コイル同士の組み合わせであっても、直列
接続モードと並列接続モードの間でつなぎ換えを行なう
ことにより、ＮＭＲプローブの観測周波数とデカップル
周波数を変更することが可能である。
【００２０】また、以上述べてきたことは、サドル型コ
イルの例であるが、ＮＭＲプローブがソレノイド型コイ
ルで作られている場合にも、コイルを２個、またはそれ
以上の複数個に分割して、それらを直列接続モードにし
たり並列接続モードにしたりすれば、２ターン型のサド
ル型コイルの場合と同等か、あるいはそれ以上に広い周
波数範囲で、ＮＭＲプローブの観測周波数とデカップル
周波数を共振させることが可能になることは言うまでも
ない。
イルの例であるが、ＮＭＲプローブがソレノイド型コイ
ルで作られている場合にも、コイルを２個、またはそれ
以上の複数個に分割して、それらを直列接続モードにし
たり並列接続モードにしたりすれば、２ターン型のサド
ル型コイルの場合と同等か、あるいはそれ以上に広い周
波数範囲で、ＮＭＲプローブの観測周波数とデカップル
周波数を共振させることが可能になることは言うまでも
ない。
【００２１】図５は、このようなＮＭＲプローブのコイ
ル接続モードの切り換えを自動で行なわせる場合のコイ
ル端子のスイッチング方法について説明したものであ
る。ＨＦタイプの周波数特性を持つＮＭＲプローブ（図
２のケース１に相当する）として使用する場合には、Ｎ
ＭＲ観測用コイルであるcoil１の４端子、ａ、ｂ、ｃ、
ｄの接続方法は、ｄ端子のスイッチＳ１がａ端子側に接
続されると共に、ｂ端子のスイッチＳ２はｃ端子側に接
続される。また、デカップル用コイルであるcoil２の４
端子、ｅ、ｆ、ｇ、ｈの接続方法は、ｈ端子のスイッチ
Ｓ３がｆ端子側に接続されると共に、ｆ端子のスイッチ
Ｓ４はｈ端子側に接続される。
ル接続モードの切り換えを自動で行なわせる場合のコイ
ル端子のスイッチング方法について説明したものであ
る。ＨＦタイプの周波数特性を持つＮＭＲプローブ（図
２のケース１に相当する）として使用する場合には、Ｎ
ＭＲ観測用コイルであるcoil１の４端子、ａ、ｂ、ｃ、
ｄの接続方法は、ｄ端子のスイッチＳ１がａ端子側に接
続されると共に、ｂ端子のスイッチＳ２はｃ端子側に接
続される。また、デカップル用コイルであるcoil２の４
端子、ｅ、ｆ、ｇ、ｈの接続方法は、ｈ端子のスイッチ
Ｓ３がｆ端子側に接続されると共に、ｆ端子のスイッチ
Ｓ４はｈ端子側に接続される。
【００２２】また、ＬＦタイプの周波数特性を持つＮＭ
Ｒプローブ（図２のケース２に相当する）として使用す
る場合には、ＮＭＲ観測用コイルであるcoil１の４端
子、ａ、ｂ、ｃ、ｄの接続方法は、ｄ端子のスイッチＳ
１がａ端子側からｂ端子側に切り換わると共に、ｂ端子
のスイッチＳ２はｃ端子側からｄ端子側に切り換わる。
また、デカップル用コイルであるcoil２の４端子、ｅ、
ｆ、ｇ、ｈの接続方法は、ｈ端子のスイッチＳ３がｆ端
子側からｅ端子側に切り換わると共に、ｆ端子のスイッ
チＳ４はｈ端子側からｇ端子側に切り換わる。
Ｒプローブ（図２のケース２に相当する）として使用す
る場合には、ＮＭＲ観測用コイルであるcoil１の４端
子、ａ、ｂ、ｃ、ｄの接続方法は、ｄ端子のスイッチＳ
１がａ端子側からｂ端子側に切り換わると共に、ｂ端子
のスイッチＳ２はｃ端子側からｄ端子側に切り換わる。
また、デカップル用コイルであるcoil２の４端子、ｅ、
ｆ、ｇ、ｈの接続方法は、ｈ端子のスイッチＳ３がｆ端
子側からｅ端子側に切り換わると共に、ｆ端子のスイッ
チＳ４はｈ端子側からｇ端子側に切り換わる。
【００２３】尚、図３及び図４の変形例についても、同
様なスイッチ切り換え操作で実施されることは言うまで
もない。
様なスイッチ切り換え操作で実施されることは言うまで
もない。
【００２４】図６は、このようなＮＭＲプローブのコイ
ル接続モードのスイッチ切り換えを自動で行なわせる場
合の装置構成を表わしたものである。図中１は、ＮＭＲ
装置全体を制御しているＣＰＵである。このＣＰＵ１か
らの指令に基づいて、分光計２はプローブ３に、ＮＭＲ
観測用高周波、デカップル用高周波、ロック用高周波の
３つの高周波を供給する。供給された高周波は、それぞ
れＮＭＲプローブ３内のＲＦ回路部４を介して、サンプ
ルコイル部５と図示しないＲＦ回路部４内の可変コンデ
ンサーとから成るＬＣ共振回路に結合されて、サンプル
コイル部５の中に置かれた図示しない試料に照射され
る。
ル接続モードのスイッチ切り換えを自動で行なわせる場
合の装置構成を表わしたものである。図中１は、ＮＭＲ
装置全体を制御しているＣＰＵである。このＣＰＵ１か
らの指令に基づいて、分光計２はプローブ３に、ＮＭＲ
観測用高周波、デカップル用高周波、ロック用高周波の
３つの高周波を供給する。供給された高周波は、それぞ
れＮＭＲプローブ３内のＲＦ回路部４を介して、サンプ
ルコイル部５と図示しないＲＦ回路部４内の可変コンデ
ンサーとから成るＬＣ共振回路に結合されて、サンプル
コイル部５の中に置かれた図示しない試料に照射され
る。
【００２５】６は、サンプルコイル部５のモードをＨＦ
モードとＬＦモードの間で任意にスイッチを切り換え
て、ＮＭＲプローブ３の共振周波数を制御するモード切
り換え機構部であり、図５で示したようなスイッチング
動作を行なうところである。これは、ＣＰＵ１からの指
令によって、分光計２及びドライバー７を介して駆動さ
れる。このように構成することにより、ＮＭＲプローブ
のコイル接続モードの切り換えを自動で行なわせること
が可能になる。
モードとＬＦモードの間で任意にスイッチを切り換え
て、ＮＭＲプローブ３の共振周波数を制御するモード切
り換え機構部であり、図５で示したようなスイッチング
動作を行なうところである。これは、ＣＰＵ１からの指
令によって、分光計２及びドライバー７を介して駆動さ
れる。このように構成することにより、ＮＭＲプローブ
のコイル接続モードの切り換えを自動で行なわせること
が可能になる。
【００２６】
【発明の効果】以上述べたごとく、本発明のＮＭＲプロ
ーブによれば、１台のＮＭＲプローブ内に、サンプルコ
イル部のつなぎ変えによる周波数の比較的高い高周波に
共振するＨＦモードと周波数の比較的低い高周波に共振
するＬＦモードとを設け、両モードを自動的に切り換え
る機構を備えたので、従来のように観測核やデカップル
核の種類に応じてその核種専用のＮＭＲプローブに交換
する必要がなくなった。
ーブによれば、１台のＮＭＲプローブ内に、サンプルコ
イル部のつなぎ変えによる周波数の比較的高い高周波に
共振するＨＦモードと周波数の比較的低い高周波に共振
するＬＦモードとを設け、両モードを自動的に切り換え
る機構を備えたので、従来のように観測核やデカップル
核の種類に応じてその核種専用のＮＭＲプローブに交換
する必要がなくなった。
【図１】ＮＭＲの共鳴周波数分布を示す図である。
【図２】本発明にかかるＮＭＲプローブの一実施例を示
す図である。
す図である。
【図３】本発明にかかるＮＭＲプローブの一実施例を示
す図である。
す図である。
【図４】本発明にかかるＮＭＲプローブの一実施例を示
す図である。
す図である。
【図５】本発明にかかるＮＭＲプローブのモード切り換
え方法を示す図である。
え方法を示す図である。
【図６】本発明のＮＭＲプローブを用いたＮＭＲ装置の
構成を示す図である。
構成を示す図である。
１・・・ＣＰＵ、２・・・分光計、３・・・ＮＭＲプローブ、４・
・・ＲＦ回路部、５・・・サンプルコイル部、６・・・モード切
り換え機構部、７・・・ドライバー。
・・ＲＦ回路部、５・・・サンプルコイル部、６・・・モード切
り換え機構部、７・・・ドライバー。
Claims (1)
- 【請求項１】試料中の観測核に高周波磁界を照射すると
共に、該試料中の観測核から放射される高周波磁界を検
出するＮＭＲ観測用コイルと、試料中の非観測核に高周
波磁界を照射して観測核から非観測核をデカップルする
ためのデカップル用コイルとを備えたＮＭＲプローブに
おいて、前記２つのコイルをそれぞれ複数個のコイルに
分割し、該分割された複数個のコイルを直列に接続する
モードと、該分割された複数個のコイルを並列に接続す
るモードとを切り換え可能にしたことを特徴とするＮＭ
Ｒプローブ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21244199A JP3842929B2 (ja) | 1999-07-27 | 1999-07-27 | Ｎｍｒプローブ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21244199A JP3842929B2 (ja) | 1999-07-27 | 1999-07-27 | Ｎｍｒプローブ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001041913A true JP2001041913A (ja) | 2001-02-16 |
| JP3842929B2 JP3842929B2 (ja) | 2006-11-08 |
Family
ID=16622672
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21244199A Expired - Fee Related JP3842929B2 (ja) | 1999-07-27 | 1999-07-27 | Ｎｍｒプローブ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3842929B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008020398A (ja) * | 2006-07-14 | 2008-01-31 | Hitachi Ltd | Ｎｍｒ信号検出装置および核磁気共鳴分析装置 |
| JP2008064702A (ja) * | 2006-09-11 | 2008-03-21 | Jeol Ltd | Ｎｍｒプローブ |
| JP2011232079A (ja) * | 2010-04-26 | 2011-11-17 | Jeol Resonance Inc | Ｎｍｒプローブおよびｎｍｒ装置 |
| WO2009012407A3 (en) * | 2007-07-18 | 2011-12-01 | Varian, Inc | Arched saddle-shaped nmr rf coils |
-
1999
- 1999-07-27 JP JP21244199A patent/JP3842929B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008020398A (ja) * | 2006-07-14 | 2008-01-31 | Hitachi Ltd | Ｎｍｒ信号検出装置および核磁気共鳴分析装置 |
| JP2008064702A (ja) * | 2006-09-11 | 2008-03-21 | Jeol Ltd | Ｎｍｒプローブ |
| WO2009012407A3 (en) * | 2007-07-18 | 2011-12-01 | Varian, Inc | Arched saddle-shaped nmr rf coils |
| JP2011232079A (ja) * | 2010-04-26 | 2011-11-17 | Jeol Resonance Inc | Ｎｍｒプローブおよびｎｍｒ装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3842929B2 (ja) | 2006-11-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8421462B2 (en) | Sinusoidally resonant radio frequency volume coils for high field magnetic resonance applications | |
| US6900636B2 (en) | Transmission and receiving coil for MR apparatus | |
| US6396271B1 (en) | Tunable birdcage transmitter coil | |
| US5680047A (en) | Multipl-tuned radio frequency coil for simultaneous magnetic resonance imaging and spectroscopy | |
| US4680548A (en) | Radio frequency field coil for NMR | |
| US4724389A (en) | Loop-gap resonator for localized NMR imaging | |
| US6169401B1 (en) | Flexible open quadrature highpass ladder structure RF surface coil in magnetic resonance imaging | |
| CN104769451B (zh) | 用于磁共振成像的z分段的射频天线 | |
| US6404199B1 (en) | Quadrature RF coil for vertical field MRI systems | |
| US20100164494A1 (en) | Transmit profile control in mri | |
| JP2007511316A (ja) | 超高磁場（ｓｈｆ）ｍｒｉ用のｒｆコイル | |
| JPH06502491A (ja) | 核磁気共鳴のための高周波体積共鳴器 | |
| WO2010045457A2 (en) | Coil element decoupling for mri | |
| EP0177855B1 (en) | Radio frequency field coil for nmr | |
| US10908239B1 (en) | Broad band inductive matching of a nuclear magnetic resonance circuit using inductive coupling | |
| Ramaswamy et al. | Development of a 1 H-13 C dual-optimized NMR probe based on double-tuned high temperature superconducting resonators | |
| WO2008100546A1 (en) | Transmit profile control in mri | |
| US6175237B1 (en) | Center-fed paralleled coils for MRI | |
| JP3842929B2 (ja) | Ｎｍｒプローブ | |
| US9411028B2 (en) | Multiple resonance sample coil for magic angle spinning NMR probe | |
| US20180364319A1 (en) | Radio frequency coil-array for magnetic resonance examination system | |
| US5969527A (en) | Rf coil assembly | |
| US8829903B2 (en) | Method and apparatus for characterizing and optimizing an RF coil in a magnetic resonance imaging system | |
| Chaubey et al. | Multi-channel hexagonal surface coils for 1.5 T MRI scanner | |
| Gruetter et al. | A simple design for a double‐tunable probe head for imaging and spectroscopy at high fields |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040615 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20060801 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20060811 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090818 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100818 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100818 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110818 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120818 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120818 Year of fee payment: 6 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120818 Year of fee payment: 6 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130818 Year of fee payment: 7 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |