[发明专利]一种核磁共振仪可插拔式滚印线圈探头及其设计方法

说明书

一种核磁共振仪可插拔式滚印线圈探头及其设计方法，涉及核磁共振仪。探头设有探头基座、调谐匹配电路、加装屏蔽层匀场线圈的固定孔、样品管、支撑管、滚印线圈、线圈上部银圆环、线圈下部银圆环、上弹性金属触头、下弹性金属触头、力柱、调谐电容、匹配电容和导线。采用滚动印刷的方法把导电银胶印在样品管表面，可以快速完成滚印线圈的制作，免去印刷配合电镀的加工工艺较为繁琐，简化滚印线圈制作工艺。根据需求设计，通过在光刻基板上设计不同类型滚印线圈的印刷模型，利用滚印方法将导电银胶附着在不同类型样品管上，并实现制作多种几何形状类型的滚印线圈，如马鞍形线圈、AG线圈和鸟笼线圈等，扩展滚印线圈设计的灵活性和适用性。

技术领域

本发明涉及核磁共振仪，尤其是涉及在核磁共振仪器线圈制作中通过滚印的方法在样品管上制作线圈，并且滚印线圈可插拔探头装置的一种核磁共振仪可插拔式滚印线圈探头及其设计方法。

背景技术

在低场小型化核磁共振仪器设计中，射频线圈作为射频信号发射与接收的前端，对采集核磁信号的质量至关重要，通常采用铜丝绕制或铜片加工的方法制作线圈。在铜制线圈设计固定后，可容纳比线圈尺寸小的样品管，根据核磁信号信噪比与线圈填充因子成正比关系，若尺寸更小的样品管放入固定尺寸的线圈中，信噪比就会大幅下降。通常，如果需要保证信噪比，除了需要重新制作与样品管尺寸匹配的线圈和匹配电路外，线圈的内径也需要随之减少，制作的线圈越容易发生形变，还需要重新设计稳定线圈的托架。1997年的文献“Using microcontact printing to fabricate microcoils on capillaries forhigh resolution proton nuclear magnetic resonance on nanoliter volumes.Applied Physics Letters 70(18):2464-2466.”，采用微接触印刷加电镀的方法在毛细管表面附着一层或多层银胶的方法，从而可用在微型样品的检测，该线圈制作方法可以较灵活地调整线圈的几何形状，并且线圈紧贴在样品管玻璃表面，提升了填充因子，从而保障了线圈的信噪比，但该文献报道采用微接触印刷加电镀的工艺较为繁琐，并只适用于高场核磁仪器中毛细管的检测，适用性较差。

另外，小型化核磁共振仪器的线圈通常处在探头基座和匀场线圈内，由于滚印线圈是附着在样品管外表面，若要更换不同样品或者样品管，需要拆开带有匀场线圈和屏蔽层的探头基座，取下焊接在滚印线圈两端的铜导线，才能取下线圈和样品管，实验中需要花费更多的拆卸安装工作与时间。例如：赛默飞(Thermo Fisher Scientific)公司的Picospin系列在2016年获批的美国专利“Capillary cartridge for miniaturizednuclear magnetic resonance(NMR)devices”(美国专利号：8847596B2)，所述的是便携式核磁波谱仪采用可插拔式探头方便线圈拆装更换。但是该核磁共振仪器的探头设计是专门针对特有的微型平面线圈和毛细管所设计的插拔式探头，不适用于常规尺寸的滚印螺线管线圈和常规尺寸样品管。

发明内容

针对现有线圈的设计和结构上存在的上述局限性，为了提高线圈信噪比以及更换样品管线圈的便捷程度，本发明提供一种核磁共振仪可插拔式滚印线圈探头及其设计方法。

所述核磁共振仪可插拔式滚印线圈探头设有探头基座、调谐匹配电路、加装屏蔽层匀场线圈的固定孔、样品管、支撑管、滚印线圈、线圈上部银圆环、线圈下部银圆环、上弹性金属触头、下弹性金属触头、力柱、调谐电容、匹配电容和导线；