SU830209A1

SU830209A1 - Device for suppressing spin-spin interactions at nuclear magnetic resonance

Info

Publication number: SU830209A1
Application number: SU792792087A
Authority: SU
Inventors: Григорий Николаевич Бойко
Original assignee: Институт Новых Химических Проблеман Cccp
Priority date: 1979-07-09
Filing date: 1979-07-09
Publication date: 1981-05-15

Description

Изобретение относится к радиоспектроскопии ядерного магнитного резонанса (ЯМР) и может быть использовано для упрощения сложных спектров.The invention relates to radio spectroscopy of nuclear magnetic resonance (NMR) and can be used to simplify complex spectra.

Известные спектрометры ЯМР содержат устройства двойных резонансов, позволяющие путем воздействия сильного возмущающего поля на систему ядерных спинов подавать взаимодействия в этой системе. Эти устройства содержат кварцевый генератор высокой частоты, узкополосный усилитель мощности и катушку облучения, расположенную в датчике сигналов таким образом, что ее магнитная ось ортогональна направлению внешнего магнитного поля и может быть направлена коаксиально или ортогонально магнитной оси приемной катушки системы регистрации спектров Г1].Known NMR spectrometers contain double resonance devices that, by applying a strong perturbing field to a system of nuclear spins, provide interactions in this system. These devices include a high-frequency quartz oscillator, a narrow-band power amplifier and an irradiation coil located in the signal sensor in such a way that its magnetic axis is orthogonal to the direction of the external magnetic field and can be directed coaxially or orthogonally to the magnetic axis of the receiving coil of the spectrum recording system G1].

Наиболее близким к изобретению является устройство подавления спин-спиновых взаимодействий при ЯМР, содержащее передающие каналы с генераторами высокой частоты и усилителями мощно2 сти, датчик сигналов с высокочастотными катушками для подавления взаимодействий и регистрации сигналов, систему регистрации спектров, электромагнит для создания внешнего магнитного поля. Дат— ⁵ чик содержит две катушки для регистрации сигналов, а третья катушка используется для подавления взаимодействий [2].Closest to the invention is a device for suppressing spin-spin interactions in NMR, containing transmitting channels with high-frequency generators and power amplifiers, a signal sensor with high-frequency coils for suppressing interactions and recording signals, a spectra registration system, and an electromagnet for creating an external magnetic field. Dat - ⁵ chik contains two coils for recording signals, and the third coil is used to suppress interactions [2].

Известное устройство можно использовать и для тройных резонансов, если 1· для регистрации сигналов использовать одну катушку, а две другие использовать для подавления спин-спиновых взаимодей- . ствий, но по техническому решению это устройство не может быть использовано для подавления спин-спиновых взаимодействий более трех ядер одновременно.The known device can also be used for triple resonances, if 1 · for recording signals use one coil, and the other two are used to suppress spin-spin interactions. but, according to the technical solution, this device cannot be used to suppress spin-spin interactions of more than three nuclei simultaneously.

Дель изобретения - расширение области использования и упрощение настройки, исключение влияния сильныхDel of the invention - the expansion of the scope and simplification of settings, eliminating the influence of strong

Й®’ взаимодействующих полей на систему регистрации сигналов.J® ’interacting fields on the signal registration system.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство подавления спин-спи новых взаимодействий при ядерном магнитном резонансе, содержащее передающие каналы с генераторами высокой частоты и усилителями мощности, датчик сигналов с высокочастотными катушками для подавления взаимодействий и регистрации сигналов, систему регистрации спектров и электромагнит для создания внешнего магнитного поля, введены чеThis goal is achieved by the fact that in a device for suppressing spin-spin interactions in nuclear magnetic resonance, containing transmitting channels with high-frequency generators and power amplifiers, a signal sensor with high-frequency coils for suppressing interactions and recording signals, a spectrum recording system and an electromagnet to create an external magnetic field introduced

830209 4 поступают напряжения необходимой часто- _;ты и мощности. Подавление взаимодействий в спиновой системе достигается подбором резонансных условий по каждому каналу и фиксируется системой 15 регистрации спектров.830209 4 the necessary voltage often comes _; you and power. The suppression of interactions in the spin system is achieved by selecting resonance conditions for each channel and is fixed by the spectra registration system 15.

Предлагаемое устройство отличается от известных тем, что наличие в нем тыре передающих канала, каждый из которых содержит генератор высокой частоты, выполненный как синтезатор частот, и усилитель мощности, выполненный широкополосным, а датчик сигналов снабжен одной высокочастотной катушкой приема сигналов и четырьмя высокочастотными , катушками подавления взаимодействий, магнитная ось каждой из которых ортогональна магнитной оси ^атушки приёма сигналов й составляет угол 45° е направлением внешнего магнитного поля. Вследствие такого геометрического расположения высокочастотных катушек исключается влияние сильных возмущающих полей на систему регистрации спектров и осуществляется достаточно сильная магнитная связь этих полей со спиновой системой образца, располагаемого в катушке приема сигналов.The proposed device differs from the known ones in that it has four transmitting channels, each of which contains a high-frequency generator, designed as a frequency synthesizer, and a power amplifier, made broadband, and the signal sensor is equipped with one high-frequency signal reception coil and four high-frequency suppression coils interactions, the magnetic axis of each of which is orthogonal to the magnetic axis of the signal receiving coil, makes an angle of 45 ° with the direction of the external magnetic field. Due to this geometric arrangement of high-frequency coils, the influence of strong perturbing fields on the spectrum recording system is excluded and a fairly strong magnetic coupling of these fields to the spin system of the sample located in the signal receiving coil is realized.

' На фиг. I представлена блок-схема устройства подавления спин-спиновых взаимодействий; на фиг. 2 — геометрическое расположение высокочастотных катушек.'In FIG. I is a block diagram of a device for suppressing spin-spin interactions; in FIG. 2 - geometric arrangement of high-frequency coils.

Устройство подавления спин-спиновых взаимодействий содержит генераторы 1-4 высокой частоты, широкополосные усилители 5-8, датчик 9 сигналов с высокочастотными катушками 10-14 и систему 15 регистрации спектров ЯМР. Датчик 9 сигналов помещается в постоянное магнитное лесе Н_о, вектор которого расположен в полости, ХУ под углом 45⁰ к направлению осей X и У.The device for suppressing spin-spin interactions contains high-frequency oscillators 1-4, broadband amplifiers 5-8, a sensor 9 of signals with high-frequency coils 10-14, and a system 15 for recording NMR spectra. The sensor 9 of the signals is placed in a permanent magnetic forest Н _о whose vector is located in the cavity, ХУ at an angle of 45 ⁰ to the direction of the axes X and У.

Измерительное высокочастотное поле создается катушкой 10, магнитйая ось которой расположена вдоль оси 3L. Эта же .катушка служит одновременно и для регистрации сигналов ЯМР и своим зажимом 16 соединена с системой 15 регистрации спектров. Возмущающие высокочастотные поля, необходимые для подавления спин-спиновых взаимодействий^ создаются катушками 11-14; магнитные оси катушек 11 и 13 расположены вдоль _3Jоси X, а магнитные оси катушек 12 и 14 расположены вдоль оси У. Своими зажимами 17-20 эти катушки соединены с усилителями 5-8 мощности, от которых четырех независимых передающих каналов и четырех катушек подавления позволяет подавл'ять взаимодействия в сложных спиновых системах, содержащих до пяти одновременно взаимодействующих ядер. С помощью этого устройства можно осу•ществлять и другие сложные исследования в области ЯМР, например получать спектры межъядерных резонансов при .одновременном подавлении спин-спиновых взаимодействий и т.д. Если усилители мощности будут широкополосными, а генераторы высокой частоты могут перестраиваться в широком диапазоне частот, как синтезаторы частот, то это позволяет экспериментатору быстро сделать переход на другие частоты подавления без перестройки или смены отдельных узлов, что значительно облегчает эксплуатаци ю устройства.A measuring high-frequency field is created by a coil 10, the magnetic axis of which is located along the 3L axis. The same coil serves simultaneously for recording NMR signals and is connected to the spectrum recording system 15 by its clamp 16. Disturbing high-frequency fields necessary to suppress spin-spin interactions ^ are created by coils 11-14; the magnetic axis of the coils 11 and 13 are located along the _3J axis X, and the magnetic axis of the coils 12 and 14 are located along the Y axis. With their clamps 17-20, these coils are connected to power amplifiers 5-8, from which four independent transmitting channels and four suppression coils allow suppress interactions in complex spin systems containing up to five simultaneously interacting nuclei. Using this device, one can carry out other complicated studies in the NMR field, for example, to obtain spectra of internuclear resonances while suppressing spin-spin interactions, etc. If the power amplifiers are broadband, and high-frequency generators can be tuned in a wide frequency range, like frequency synthesizers, this allows the experimenter to quickly switch to other suppression frequencies without tuning or changing individual nodes, which greatly facilitates the operation of the device.

Предлагаемое устройство обладает широкими функциональными возможностями при исследовании спектров ЯМР сложных спиновых систем, а также надежностью в эксплуатации.The proposed device has wide functionality in the study of NMR spectra of complex spin systems, as well as reliability in operation.

Claims

1. Autorum certificate of the USSR No. 265545, cl. G OIN 27/78, 1968.

2. US Patent No. 3771О55, cl. 5 01 N 27/78, published. 1972, (prototype).

Jd

15

.l

nineteen

73

P

But

eleven

P