JP5112001B2 - NMR probe - Google Patents

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Description

本発明は、溶液試料または固体試料に対して核磁気共鳴（Ｎｕｃｌｅａｒ Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ、以下、ＮＭＲ）測定を行うためのＮＭＲプローブに関する。   The present invention relates to an NMR probe for performing nuclear magnetic resonance (hereinafter referred to as NMR) measurement on a solution sample or a solid sample.

ＮＭＲプローブの主な機能は、サンプルから発信されるＮＭＲ信号を受信し、外部回路に伝達することである。ＮＭＲ信号の受信を担うのは検出コイルであり、伝達を担うのは、引出線、同調整合回路、同軸ケーブルである。ここで引出線は検出コイルと同調整合回路を電気的に接続する伝送線であり、同調整合回路は主にバリアブルコンデンサである可変コンデンサにより構成される回路である。２核以上のＮＭＲ信号を同じ検出コイルで受信する構成の場合、同調整合回路はインダクタ（空芯コイル等）と可変コンデンサで構成されるバンドバスフィルタやローパスフィルタを含むことがある。以後、検出コイル、引出線、同調整合回路、同軸ケーブルをまとめて受信系と称する。   The main function of the NMR probe is to receive an NMR signal transmitted from the sample and transmit it to an external circuit. The detection coil is responsible for receiving the NMR signal, and the lead wire, the tuning matching circuit, and the coaxial cable are responsible for the transmission. Here, the lead line is a transmission line that electrically connects the detection coil and the tuning matching circuit, and the tuning matching circuit is a circuit mainly composed of a variable capacitor that is a variable capacitor. In the case of a configuration in which NMR signals of two or more nuclei are received by the same detection coil, the tuning matching circuit may include a band-pass filter or a low-pass filter including an inductor (air core coil or the like) and a variable capacitor. Hereinafter, the detection coil, the lead wire, the tuning matching circuit, and the coaxial cable are collectively referred to as a receiving system.

ＮＭＲプローブにおいて、受信系はＮＭＲプローブの先端から検出コイル、引出線、同調整合回路の順序で実装される。このような配置順序はＮＭＲ信号が伝達する順序と同じである。受信系の系統の数は、ＮＭＲプローブが受信する核種に応じて異なる。例えばＨ１核、Ｈ２核（Ｄ核）、Ｃ１３核、Ｎ１５核の４種類の核からのＮＭＲ信号受信に対応するＮＭＲプローブの場合には、Ｈ１核の受信感度を低下させないために、検出コイルは２つ必要となる。その場合、先に示した受信系は２系統もしくはそれ以上の系統となる。   In the NMR probe, the receiving system is mounted in the order of the detection coil, the lead line, and the tuning matching circuit from the front end of the NMR probe. Such an arrangement order is the same as the order in which NMR signals are transmitted. The number of receiving systems differs depending on the nuclide received by the NMR probe. For example, in the case of an NMR probe corresponding to NMR signal reception from four types of nuclei, H1 nuclei, H2 nuclei (D nuclei), C13 nuclei, and N15 nuclei, in order not to reduce the reception sensitivity of the H1 nuclei, Two are required. In that case, the above-described receiving system is two or more systems.

ここで可変コンデンサの配置に注目すると、例えば非特許文献１の図１．６に示すように、従来は検出コイルから見てＮＭＲプローブの後端側の一方向にまとめるように配置されていた。ＮＭＲプローブは超伝導磁石のボアへ挿入、もしくは室温シムコイルへの挿入が必須である。従って、ＮＭＲプローブの断面積は、ボアの内径によって制限される。また、１枚の台座に搭載できる可変コンデンサの数も制限される。   When attention is paid to the arrangement of the variable capacitors, for example, as shown in FIG. 1.6 of Non-Patent Document 1, the arrangement is conventionally made so as to be combined in one direction on the rear end side of the NMR probe as viewed from the detection coil. The NMR probe must be inserted into the bore of a superconducting magnet or into a room temperature shim coil. Therefore, the cross-sectional area of the NMR probe is limited by the bore inner diameter. Also, the number of variable capacitors that can be mounted on one pedestal is limited.

ＮＭＲ計測において、検出コイル内部にあるサンプルのＮＭＲ信号を受信するには、検出コイルに１Ｗ弱から１ｋＷの電力の送信信号を送信する必要がある。送信信号の電力が１０Ｗ程度でも、可変コンデンサや空芯コイルにかかる電圧は１ｋＶ程度となり、放電する可能性がある。放電すると、送信信号の一部しかサンプルへ送信されないことになり、計測した信号の信用性が低下する。   In the NMR measurement, in order to receive the NMR signal of the sample in the detection coil, it is necessary to transmit a transmission signal having a power of less than 1 W to 1 kW to the detection coil. Even when the power of the transmission signal is about 10 W, the voltage applied to the variable capacitor and the air-core coil is about 1 kV, and there is a possibility of discharging. When discharged, only a part of the transmission signal is transmitted to the sample, and the reliability of the measured signal is lowered.

部品からの放電を避けるには回路部品間の距離や回路部品と支柱や円筒カバーの間の距離を少なくとも３ｍｍ以上とる必要がある。従って、一枚の台座に同調整合回路の全ての回路部品を実装すると、部品同士が密接し放電の可能性が高くなる。また、ＮＭＲ測定の結果の信頼性が低下する。   In order to avoid discharge from the components, it is necessary to set the distance between the circuit components and the distance between the circuit components and the column or the cylindrical cover to be at least 3 mm. Therefore, when all the circuit components of the tuning matching circuit are mounted on one pedestal, the components are brought into close contact with each other and the possibility of discharge increases. In addition, the reliability of the NMR measurement results decreases.

以上の理由から、台座を多段に設けて同調整合回路の可変コンデンサ等の部品を実装する方法が取られている。   For the above reasons, a method has been adopted in which pedestals are provided in multiple stages and components such as a variable capacitor of a tuning matching circuit are mounted.

Ａｎｄｒｅｗ Ｅ．Ｄｅｒｏｍｅ、訳者：竹内敬人、野坂篤子、出版：（株）化学同人、「化学者のための最新ＮＭＲ概説」第７−８頁（１．５ ＮＭＲ分光器の概観）、２０００年７月１日Andrew E.E. Derome, translators: Takehito Takeuchi, Atsuko Nosaka, publisher: Kagaku Dojin, "Current NMR Overview for Chemists", pages 7-8 (1.5 NMR Spectroscopy Overview), July 1, 2000 Day

従来技術では、放電等を避けるために可変コンデンサを搭載するための台座を多段に設けている結果、一部の可変コンデンサと検出コイルを接続する引出線の長さが３０ｍｍ以上となっている。ＮＭＲ信号は引出線を通過する際にその電力を損失する。損失の大きさは、引出線の長さが長くなるほど顕著である。従って、検出コイルで受信した信号を損失の抑えるためには、引出線の長さを短縮することが望ましい。   In the prior art, as a result of providing the pedestal for mounting the variable capacitor in multiple stages in order to avoid discharge or the like, the length of the lead line connecting some of the variable capacitors and the detection coil is 30 mm or more. The NMR signal loses its power as it passes through the leader line. The magnitude of the loss becomes more prominent as the length of the leader line becomes longer. Therefore, in order to suppress the loss of the signal received by the detection coil, it is desirable to shorten the length of the leader line.

本発明の目的は、検出コイルと複数の可変コンデンサを接続する引出線の長さを短縮することができるようにしたＮＭＲプローブを提供することにある。   An object of the present invention is to provide an NMR probe capable of shortening the length of a lead wire connecting a detection coil and a plurality of variable capacitors.

本発明は、検出コイルと複数の同調整合回路および前記検出コイルと複数の前記同調整合回路を電気的に接続する複数の引出線とを有するＮＭＲプローブにおいて、複数の前記同調整合回路が前記検出コイルを挟んで両側に配置されていることを特徴とするものである。   The present invention provides an NMR probe having a detection coil, a plurality of tuning matching circuits, and a plurality of lead wires electrically connecting the detection coil and the plurality of tuning matching circuits, wherein the plurality of tuning matching circuits are the detection coils. It is arrange | positioned on both sides on both sides of the.

また、本発明は、同調整合回路が可変コンデンサを含み、複数の可変コンデンサが検出コイルを挟んで両側に配置されるようにしたものである。   According to the present invention, the tuning matching circuit includes a variable capacitor, and a plurality of variable capacitors are arranged on both sides of the detection coil.

ＮＭＲ装置において磁石ボアは通常、鉛直方向に形成されており、従って、本発明のＮＭＲプローブでは、多くの場合に検出コイルを中心にして上部側と下部側の両方に可変コンデンサが設置される。   In an NMR apparatus, the magnet bore is usually formed in the vertical direction. Therefore, in the NMR probe of the present invention, in many cases, variable capacitors are installed on both the upper side and the lower side with the detection coil as the center.

本発明の好適な態様では、磁石ボアの中心軸を示す軸線方向で、検出コイルを挟む両側に可変コンデンサが設置される。また、磁石ボアが設けられている方向の検出コイルの両側に可変コンデンサを設置する台座が設けられ、その台座に可変コンデンサが設置される。   In a preferred aspect of the present invention, variable capacitors are installed on both sides of the detection coil in the axial direction indicating the central axis of the magnet bore. A pedestal for installing a variable capacitor is provided on both sides of the detection coil in the direction in which the magnet bore is provided, and the variable capacitor is installed on the pedestal.

また、本発明の他の好適な態様では、可変コンデンサは、磁石ボアの軸線に対して、垂直もしくは垂直に近い角度で配置される。そして、可変コンデンサの静電容量を変化させるためのシャフトの回転動力を伝達する歯車が設置される。   In another preferred aspect of the present invention, the variable capacitor is disposed at a vertical angle or a near-vertical angle with respect to the axis of the magnet bore. And the gear which transmits the rotational power of the shaft for changing the electrostatic capacitance of a variable capacitor is installed.

また、本発明の好適な態様では、複数設置される可変コンデンサのシャフトが、検出コイルを挟んで２分割に配置される。   In a preferred aspect of the present invention, a plurality of variable capacitor shafts are arranged in two parts with the detection coil interposed therebetween.

本発明は、検出コイルを冷却するための冷却源を有する低温ＮＭＲプローブに対しても適用可能である。   The present invention is also applicable to a low temperature NMR probe having a cooling source for cooling the detection coil.

検出コイルの両側に可変コンデンサを配置したことによって、検出コイルと可変コンデンサとを接続する引出線の長さを短縮化できる。これにより、引出線でのＮＭＲ信号の損失が低減され、検出感度が向上する。   By arranging the variable capacitors on both sides of the detection coil, the length of the lead wire connecting the detection coil and the variable capacitor can be shortened. Thereby, the loss of the NMR signal at the leader line is reduced, and the detection sensitivity is improved.

図１から図５は、従来の一般的なＮＭＲプローブの構造を示したものである。ＮＭＲプローブは、図１に示すようにＮＭＲプローブ筺体６に収められ、ＮＭＲプローブの先端から検出コイル１、引出線２、同調整合回路３、同軸ケーブル４の順序で実装される。受信系の系統の数は、ＮＭＲプローブが受信する核種に応じて異なり、例えばＨ１核、Ｈ２核（Ｄ核）、Ｃ１３核、Ｎ１５核の４種類の核からのＮＭＲ信号受信に対応するＮＭＲプローブの場合には、２つ必要となる。この場合、受信系も２系統もしくはそれ以上が必要となる。   FIG. 1 to FIG. 5 show the structure of a conventional general NMR probe. As shown in FIG. 1, the NMR probe is housed in an NMR probe housing 6 and mounted in the order of the detection coil 1, lead-out line 2, tuning matching circuit 3, and coaxial cable 4 from the tip of the NMR probe. The number of receiving systems differs depending on the nuclide received by the NMR probe. For example, NMR probes corresponding to receiving NMR signals from four types of nuclei, H1 nucleus, H2 nucleus (D nucleus), C13 nucleus, and N15 nucleus. In this case, two are required. In this case, two or more receiving systems are required.

ＮＭＲプローブ９は、図２に示すように超伝導磁石１０のボアへの挿入、もしくは室温シムコイル１１への挿入が必須である。従って、ＮＭＲプローブの断面積は、磁石ボア２１の内径によって制限される。ＮＭＲプローブの受信系は計測コンソール１２および制御用コンピュータ１３と接続される。   As shown in FIG. 2, the NMR probe 9 must be inserted into the bore of the superconducting magnet 10 or into the room temperature shim coil 11. Accordingly, the cross-sectional area of the NMR probe is limited by the inner diameter of the magnet bore 21. The NMR probe receiving system is connected to the measurement console 12 and the control computer 13.

可変コンデンサの配置に注目すると、図３に示すように、検出コイル１ａ、１ｂから見てＮＭＲプローブの後端側の一方向にまとめるように可変コンデンサ３１ａ、３１ｂが配置されている。検出コイル１ａと検出コイル１ｂは、それぞれボビン１４に巻かれており、ボビン１４の穴に測定試料であるサンプル５が挿入される。   Focusing on the arrangement of the variable capacitors, as shown in FIG. 3, the variable capacitors 31a and 31b are arranged so as to be combined in one direction on the rear end side of the NMR probe as viewed from the detection coils 1a and 1b. The detection coil 1 a and the detection coil 1 b are wound around the bobbin 14, and the sample 5 as a measurement sample is inserted into the hole of the bobbin 14.

１枚の台座に搭載できる可変コンデンサの数には制限があるから、台座は複数枚が必要である。図３では４枚の台座が設けられており、検出コイルから見て一方の側に位置する台座８ｃに４つの可変コンデンサ３１ａが設置され、台座８ｄに４つの可変コンデンサ３１ｂが設置されている。この結果、検出コイルから遠く離れた位置にある可変コンデンサ３１ｂと検出コイル１ｂとの間の引出線２ｂの長さは、検出コイルの近くにある可変コンデンサ３１ａと検出コイル１ａとの間の引出線２ａの長さに比べて長くなっている。   Since the number of variable capacitors that can be mounted on one pedestal is limited, a plurality of pedestals are required. In FIG. 3, four pedestals are provided. Four variable capacitors 31a are installed on the pedestal 8c located on one side when viewed from the detection coil, and four variable capacitors 31b are installed on the pedestal 8d. As a result, the length of the lead wire 2b between the variable capacitor 31b and the detection coil 1b far from the detection coil is equal to the lead wire between the variable capacitor 31a and the detection coil 1a near the detection coil. It is longer than the length of 2a.

可変コンデンサ３１ａ、３１ｂは静電容量を変化させるためのシャフト７に接続され、また、可変コンデンサからの信号は同軸ケーブル１５を通して外部に送信される。   The variable capacitors 31 a and 31 b are connected to the shaft 7 for changing the capacitance, and a signal from the variable capacitor is transmitted to the outside through the coaxial cable 15.

図３は、４核種のＮＭＲ信号を受信するためのＮＭＲプローブの内部構造を概念的に示している。ここでＮＭＲプローブの先端部付近の外径すなわち円筒形状をしたＮＭＲプローブ筺体６の円筒の外径は約３８ｍｍであり、円筒の内径は約３５ｍｍである。従って、仕切り板８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄの直径は約３５ｍｍである。   FIG. 3 conceptually shows the internal structure of an NMR probe for receiving NMR signals of four nuclides. Here, the outer diameter near the tip of the NMR probe, that is, the outer diameter of the cylindrical NMR probe housing 6 is about 38 mm, and the inner diameter of the cylinder is about 35 mm. Accordingly, the diameter of the partition plates 8a, 8b, 8c, and 8d is about 35 mm.

仕切り板に搭載する可変コンデンサの概観を図４に示す。ＮＭＲ装置において一般的に使用される可変コンデンサの構造は、電極８５、円筒８７、電極８９、電極８６、シャフト８８よりなる。円筒８７の材料は絶縁材料であるガラスやサファイア等である。可変コンデンサの静電容量の可変は、シャフト８８の回転によって円筒８７の内部にある電極８９を上下させ、電極８５との距離を変化させることで行う。電極８９と電極８６は電気的に接合されている。また、電極８５は円筒８７の外側表面に設置されている。従って、可変コンデンサの外部接点は電極８５と電極８６である。   An overview of the variable capacitor mounted on the partition plate is shown in FIG. The structure of a variable capacitor generally used in an NMR apparatus includes an electrode 85, a cylinder 87, an electrode 89, an electrode 86, and a shaft 88. The material of the cylinder 87 is glass or sapphire which is an insulating material. The capacitance of the variable capacitor can be varied by moving the electrode 89 inside the cylinder 87 up and down by rotating the shaft 88 and changing the distance from the electrode 85. The electrode 89 and the electrode 86 are electrically joined. The electrode 85 is disposed on the outer surface of the cylinder 87. Accordingly, the external contacts of the variable capacitor are the electrode 85 and the electrode 86.

可変コンデンサの直径は２ｍｍから１０ｍｍで、高さはシャフトを除いた部分で８ｍｍ以上である。台座に可変コンデンサ以外で設置される部品は、空芯コイルが２個から８個程度、サンプル温調配管や台座をプローブ内部で固定するため３本から４本の支柱である。それぞれの部品の設置面積は次の通りで、空芯コイルとサンプル温度調節ガス配管が約２０ｍｍ３〜約８０ｍｍ３、支柱が約２０ｍｍ３である。 The diameter of the variable capacitor is 2 mm to 10 mm, and the height is 8 mm or more excluding the shaft. Components other than the variable capacitor on the pedestal are 2 to 8 air-core coils, and 3 to 4 support columns for fixing the sample temperature control pipe and pedestal inside the probe. The installation area of each component is as follows. The air-core coil and the sample temperature control gas pipe are about 20 mm 3 to about 80 mm 3 , and the support column is about 20 mm 3 .

図５は、図３において、台座８ｃ、８ｄ上に搭載した部品の配置例を示す。また、図５では図３に描いた８つの可変コンデンサの他に２つの可変コンデンサを加えた合計１０個の可変コンデンサと、６つの空芯コイル１７、支柱１６、サンプル温度調節ガス配管１９などの配置例を示す。配置例を示す理由は、ここで示す４核種のＮＭＲプローブに必要な構成部品の位置とそれぞれ距離を示すためである。   FIG. 5 shows an arrangement example of components mounted on the bases 8c and 8d in FIG. In FIG. 5, a total of 10 variable capacitors including two variable capacitors in addition to the eight variable capacitors depicted in FIG. 3, six air-core coils 17, columns 16, a sample temperature control gas pipe 19, and the like. An arrangement example is shown. The reason for showing the arrangement example is to indicate the positions and distances of the components necessary for the four-nuclide NMR probe shown here.

図６は、本発明の実施例を示している。図６の中では、上側がプローブの先端部、下側がプローブの後端部である。本実施例の特徴は、２段の台座に分けて設置した可変コンデンサを、検出コイル１ａ、１ｂに対してはそれを中心に対向する設置としたことにある。このような可変コンデンサの配置によって、従来技術では台座８ｄに設置してあった可変コンデンサ３１ｂと検出コイル１ｂとを接続する引出線２ｂの長さが長くならざるを得なかったのを、図６のように短くすることができる。   FIG. 6 shows an embodiment of the present invention. In FIG. 6, the upper side is the tip of the probe and the lower side is the rear end of the probe. The feature of the present embodiment is that the variable capacitor, which is divided into two stages of pedestals, is placed opposite to the detection coils 1a, 1b. With such a variable capacitor arrangement, the length of the lead wire 2b for connecting the variable capacitor 31b and the detection coil 1b, which had been installed on the base 8d in the prior art, had to be increased. Can be shortened.

図６において、可変コンデンサ３１ｂは、必ずしも台座８ｂの面に対して垂直に立てる必要はない。図７は、可変コンデンサ３１ｂを台座８ｂの面に対して平行に設置した様子を示す。図７では歯車１８を用いているため、シャフト７の回転動力は歯車１８から可変コンデンサ３１ａへ伝達することができる。   In FIG. 6, the variable capacitor 31b does not necessarily stand upright with respect to the surface of the base 8b. FIG. 7 shows a state in which the variable capacitor 31b is installed in parallel to the surface of the base 8b. Since the gear 18 is used in FIG. 7, the rotational power of the shaft 7 can be transmitted from the gear 18 to the variable capacitor 31a.

このような可変コンデンサの設置によって、図６の引出線２ｂはさらに短くすることができる。さらに図７のように検出コイルの上部に可変コンデンサを台座の面に平行にするように設置することで、その設置空間を縮小することが可能となる。   By providing such a variable capacitor, the lead wire 2b in FIG. 6 can be further shortened. Furthermore, as shown in FIG. 7, the installation space can be reduced by installing the variable capacitor in the upper part of the detection coil so as to be parallel to the surface of the pedestal.

図６のように、検出コイルの上部に可変コンデンサを設置すると、可変コンデンサの静電容量を可変させるためにシャフト７が検出コイルの近くに設置されることになる。シャフト７が磁化を持つと、検出コイル付近の均一磁場が乱れる可能性がある。シャフト７によって検出コイル付近の磁場が乱れた場合は、シャフト７の磁化を打ち消す磁化率をもつ材料をその表面上に取り付ける加工を行えば良い。例えば、シャフトをアルミニウムのような常磁性材料で作製した場合は、反磁性材料である金や銀などを付ければよい。シャフト７を負の磁化率をもつガラスエポキシなどで作製した場合は、その表面にクロムや白金等の常磁性金属をつければよい。また、シャフト７の磁化を打ち消す箇所は、検出コイルの近くに設置されるシャフトの一部分であればよい。   As shown in FIG. 6, when a variable capacitor is installed above the detection coil, the shaft 7 is installed near the detection coil in order to vary the capacitance of the variable capacitor. If the shaft 7 is magnetized, the uniform magnetic field near the detection coil may be disturbed. When the magnetic field in the vicinity of the detection coil is disturbed by the shaft 7, a process of attaching a material having a magnetic susceptibility on the surface to cancel the magnetization of the shaft 7 may be performed. For example, when the shaft is made of a paramagnetic material such as aluminum, gold or silver which is a diamagnetic material may be attached. When the shaft 7 is made of glass epoxy having a negative magnetic susceptibility, a paramagnetic metal such as chromium or platinum may be attached to the surface. Moreover, the part which cancels the magnetization of the shaft 7 may be a part of the shaft installed near the detection coil.

本実施例は、図６において可変コンデンサ３１ａのシャフト７の配置を変更したものである。具体的には、図８に示すように、シャフト７ｂをプローブの上部に設けたものである。この実施例では、可変コンデンサ２ｂは台座８ａの面上に設置される。また図８では可変コンデンサ３１ｂのシャフト７ｂはＮＭＲプローブの上側へ突き出している。   In this embodiment, the arrangement of the shaft 7 of the variable capacitor 31a in FIG. 6 is changed. Specifically, as shown in FIG. 8, a shaft 7b is provided at the top of the probe. In this embodiment, the variable capacitor 2b is installed on the surface of the base 8a. In FIG. 8, the shaft 7b of the variable capacitor 31b protrudes above the NMR probe.

可変コンデンサ３１ｂのシャフト７ｂをＮＭＲプローブの上部に設ける利点は、シャフトが検出コイル付近の均一磁場乱れの要因とならないことである。   An advantage of providing the shaft 7b of the variable capacitor 31b on the top of the NMR probe is that the shaft does not cause a uniform magnetic field disturbance near the detection coil.

本実施例は、ＮＭＲ信号の受信感度向上のために、検出コイルを温度１０Ｋ程度に冷却する構造の低温ＮＭＲプローブに対して、本発明を適用する例を示す。   This embodiment shows an example in which the present invention is applied to a low temperature NMR probe having a structure in which a detection coil is cooled to a temperature of about 10K in order to improve the reception sensitivity of NMR signals.

図９の低温ＮＭＲプローブは、外部に設置したギフォード・マクマホン冷凍機によって冷却されたＨｅを検出コイル付近に設置した熱交換器２０において熱交換し、検出コイルの熱を奪うことでその冷却を行う。検出コイルを何度まで冷却できるかは、外部のギフォード・マクマホン冷凍機の性能や熱交換器２０の性能等で決まる。検出コイル１ａ、１ｂをより冷却するには冷却源である熱交換器２０から、検出コイルと熱交換器２０の距離を短縮する、あるいは冷却源を大型化し冷却性能を上げればよい。   The low-temperature NMR probe shown in FIG. 9 heats the He cooled by the Gifford McMahon refrigerator installed outside in the heat exchanger 20 installed in the vicinity of the detection coil, and cools it by taking the heat of the detection coil. . How many times the detection coil can be cooled is determined by the performance of the external Gifford McMahon refrigerator, the performance of the heat exchanger 20, and the like. In order to further cool the detection coils 1a and 1b, the distance between the detection coil and the heat exchanger 20 may be shortened from the heat exchanger 20 that is a cooling source, or the cooling source may be enlarged to increase the cooling performance.

本発明の低温プローブへの適用は、可変コンデンサを検出コイルに対向するように配置することで引出線が短縮されて感度向上が図れるだけでなく、新たに生まれたスペースに熱交換器を設置することが出来るという利点をもたらす。つまり、熱交換器の大型化が可能であり、従来技術の低温プローブよりも検出コイルの温度を下げることが可能となる。このことは検出コイルを超伝導体材料で作る場合、これまで使用していた超伝導材料のＴｃより低いＴｃの超伝導材料の使用が可能となる。   The application of the present invention to a low-temperature probe not only shortens the leader line and improves sensitivity by arranging the variable capacitor so as to face the detection coil, but also installs a heat exchanger in a newly created space. The advantage of being able to. That is, the heat exchanger can be enlarged, and the temperature of the detection coil can be lowered as compared with the conventional low-temperature probe. This makes it possible to use a superconducting material having a Tc lower than that of the superconducting material used so far when the detection coil is made of a superconductor material.

ＮＭＲプローブ内の受信系の構成を示す概略構成図。The schematic block diagram which shows the structure of the receiving system in a NMR probe. ＮＭＲ装置におけるＮＭＲプローブの配置と構成を示す概略図。Schematic which shows arrangement | positioning and a structure of the NMR probe in a NMR apparatus. 複数の核種のＮＭＲ信号を受信するための従来技術によるＮＭＲプローブを示す概略断面図。1 is a schematic cross-sectional view showing a conventional NMR probe for receiving NMR signals of a plurality of nuclides. FIG. 可変コンデンサの概観図。Overview of variable capacitor. 図３に示す台座上の同調整合用回路部品等の配置例を示す概略図。Schematic which shows the example of arrangement | positioning of the circuit components for tuning matching etc. on the base shown in FIG. 可変コンデンサが検出コイルに対向するように配置された、本発明の実施例を示す概略断面図。The schematic sectional drawing which shows the Example of this invention arrange | positioned so that a variable capacitor may oppose a detection coil. 可変コンデンサの配置方向を台座の面に対して平行に配置した例を示す概略断面図。The schematic sectional drawing which shows the example which has arrange | positioned the arrangement direction of a variable capacitor in parallel with the surface of a base. 可変コンデンサの静電容量を可変するためのシャフトを検出コイルに対して対向するように配した例を示す概略断面図。The schematic sectional drawing which shows the example which has distribute | arranged the shaft for changing the electrostatic capacitance of a variable capacitor so that it may oppose with respect to a detection coil. 低温プローブに本発明を適用した例を示す概略図。Schematic which shows the example which applied this invention to the low temperature probe.

符号の説明Explanation of symbols

１，１ａ，１ｂ…検出コイル、２，２ａ，２ｂ…引出線、３…同調整調回路、４…同軸ケーブル、５…サンプル、６…ＮＭＲプローブ筐体、７…シャフト、８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ…台座、９…ＮＭＲプローブ、１０…超伝導磁石、１１…室温シムコイル、１２…計測コンソール、１３…制御用コンピュータ、１４…ボビン、１５…同軸ケーブル、１６…支柱、１７…空芯コイル、１８…歯車、１９…サンプル温度調節ガス配管、２０…熱交換器、２１…磁石ボア、３１ａ，３１ｂ…可変コンデンサ、８５…電極、８６…電極、８７…円筒、８８…シャフト、８９…電極。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 1a, 1b ... Detection coil, 2, 2a, 2b ... Lead wire, 3 ... Same adjustment circuit, 4 ... Coaxial cable, 5 ... Sample, 6 ... NMR probe housing | casing, 7 ... Shaft, 8a, 8b, 8c , 8d ... pedestal, 9 ... NMR probe, 10 ... superconducting magnet, 11 ... room temperature shim coil, 12 ... measurement console, 13 ... computer for control, 14 ... bobbin, 15 ... coaxial cable, 16 ... strut, 17 ... air core coil , 18 ... gear, 19 ... sample temperature control gas piping, 20 ... heat exchanger, 21 ... magnet bore, 31a, 31b ... variable capacitor, 85 ... electrode, 86 ... electrode, 87 ... cylinder, 88 ... shaft, 89 ... electrode .

Claims (8)

ＮＭＲ装置の磁石ボアに挿入されるＮＭＲプローブであって、前記ＮＭＲプローブは、検出コイルと複数の同調整合回路および前記検出コイルと前記複数の同調整合回路を電気的に接続する複数の引出線とを有し、前記複数の同調整合回路は、前記引出線を介して前記検出コイルを挟み、前記ＮＭＲプローブの先端部と後端部に分けて配置されていることを特徴とするＮＭＲプローブ。 An NMR probe inserted into a magnet bore of an NMR apparatus, wherein the NMR probe includes a detection coil, a plurality of tuning matching circuits, and a plurality of lead wires electrically connecting the detection coil and the plurality of tuning matching circuits. The NMR probe is characterized in that the plurality of tuning matching circuits are arranged separately at a front end portion and a rear end portion of the NMR probe with the detection coil interposed between the lead wires . 前記同調整合回路が可変コンデンサを含むことを特徴とする請求項１に記載のＮＭＲプローブ。 The NMR probe according to claim 1, wherein the tuning matching circuit includes a variable capacitor. 前記可変コンデンサが前記検出コイルの両側に、検出コイルを挟んで対向するように配置されていることを特徴とする請求項２に記載のＮＭＲプローブ。 3. The NMR probe according to claim 2, wherein the variable capacitor is disposed on both sides of the detection coil so as to face each other with the detection coil interposed therebetween . 前記可変コンデンサが前記磁石ボアの軸線に対して垂直に配置されていることを特徴とする請求項２に記載のＮＭＲプローブ。 NMR probe of claim 2 in which the pre-Symbol variable capacitor, characterized in that it is arranged vertically into with respect to the axis of the magnet bore. 前記可変コンデンサの静電容量を変化させるためのシャフトの回転動力を伝達する歯車を具備することを特徴とする請求項２に記載のＮＭＲプローブ。 The NMR probe according to claim 2 , further comprising a gear that transmits rotational power of a shaft for changing a capacitance of the variable capacitor. 前記検出コイルの両側に前記可変コンデンサを設置するための台座を備え、前記台座に前記可変コンデンサが設置されていることを特徴とする請求項２に記載のＮＭＲプローブ。 The NMR probe according to claim 2 , further comprising a pedestal for installing the variable capacitor on both sides of the detection coil, wherein the variable capacitor is installed on the pedestal. 前記可変コンデンサの静電容量を変化させるためのシャフトが、前記検出コイルを挟み、前記ＮＭＲプローブの先端部と後端部に分けて２分割に配置されていることを特徴とする請求項２に記載のＮＭＲプローブ。 Claim 2 in which the shaft for varying the capacitance of said variable capacitor, wherein the detection coil viewed clamping, characterized in that it is arranged in two divided divided into leading and trailing portions of the NMR probe The NMR probe according to 1. 前記検出コイルを冷却するための冷却源が備えられていることを特徴とする請求項１に記載のＮＭＲプローブ。   The NMR probe according to claim 1, further comprising a cooling source for cooling the detection coil.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5561669B2 (en) * 2010-02-19 2014-07-30 株式会社 Ｊｅｏｌ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ NMR probe
JP6528041B2 (en) * 2015-02-06 2019-06-12 日本電子株式会社 NMR probe
JP7181529B2 (en) * 2019-01-10 2022-12-01 株式会社アイシン Magnetic field generator and nuclear magnetic resonance device
JP7357485B2 (en) * 2019-08-15 2023-10-06 日本電子株式会社 Variable capacitor and NMR probe

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60141542U (en) * 1984-02-29 1985-09-19 日本電子株式会社 Probe for nuclear magnetic resonance equipment
JP3034299B2 (en) * 1990-11-15 2000-04-17 日本電子株式会社 External drive mechanism of probe in nuclear magnetic resonance apparatus
JP3293754B2 (en) * 1996-02-02 2002-06-17 日本電子株式会社 NMR detector
JP2004286695A (en) * 2003-03-25 2004-10-14 Jeol Ltd Double tuning circuit of nuclear magnetic resonance apparatus
FR2871892B1 (en) * 2004-06-18 2006-09-01 Bruker Biospin Sa Sa POWER SUPPLY CIRCUIT OF A COIL AND PROBE AND NMR SPECTROMETER COMPRISING SUCH A CIRCUIT
WO2007003218A1 (en) * 2005-07-05 2007-01-11 Commissariat A L'energie Atomique Apparatus for high-resolution nmr spectroscopy and/or imaging with an improved filling factor and rf field amplitude
JP4319650B2 (en) * 2005-07-29 2009-08-26 株式会社日立製作所 Low temperature probe for NMR and NMR apparatus

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