[发明专利]一种用于低场核磁共振谱仪的样品双向传送装置及方法

说明书

本发明属于低场核磁共振的样品传送领域，并具体公开了一种用于低场核磁共振谱仪的样品双向传送装置及方法。所述装置包括第一送样系统、第二送样系统以及检测系统，第一送样系统包括第一内进样管、第一气动进样模块驱动、第一样品胶囊和第一极化磁体，第二内进样管包括第二气动进样模块、第二样品胶囊和二极化磁体，检测系统包括外进样管以及弱磁探测传感器。所述方法包括样品的装载，样品的预极化，信号采集探测。本发明结构简单、操作方便，采用耐高温材料、多层隔热方法以及高性能的减震技术，适用于基于原子磁力计方法进行磁共振的样品双向传送，也可以应用于基于低场磁共振的静态磁场测量，还可以扩展用于气态核磁样品的检测。

技术领域

本发明属于低场核磁共振的样品传送领域，更具体地，涉及一种用于低场核磁共振谱仪的样品双向传送装置及方法。

背景技术

气动方法是传统高场磁共振谱仪中传送核磁样品的通用方法，核磁样品由气动传送到高场谱仪的探测区域，核磁样品的极化、磁共振信号的探测在超导磁体内的同一区域中完成，核磁样品更换和取出通过由气动推出探测区域。在低场磁共振研究过程中，需要将预极化区域和探测区域在空间上隔离开，核磁样品需要多次在预极化区域和探测区域之间平稳、快速传送以减少极化度在传送过程中的损失，还要求核磁样品的恒温，尽量减小样品温度变化产生的影响。

目前，已有多种解决高场和低场磁共振研究中谱仪装置的样品传送方案，部分相关文章和专利的技术方案举例如下：美国专利US8212559公开了“NMR-MAS probehead withintegral transport conduit for an MAS-rotor”，该专利中描述了传统高场谱仪中装载了样品的核磁样品管通过传送管道内气流稳定地输送到NMR谱仪的探测区域，样品卸载时，只需要将气流反向即可从探测区域里吹出核磁样品管。Biancalana V等人在“A fastpneumatic sample-shuttle with attenuated shocks”中描述的样品进样装置，在进样管和进样滑块上使用特殊开孔改变内部气流来减少核磁样品管在传送进样过程中的振动，但是其不适用于高温工作环境。此外，中国发明专利CN104807848B公开了一种用于低场磁共振系统的定位进样方法和装置，该专利提供了利用非圆形进样管的约束作用，可以将核磁样品管定向、无转动地传送到激光与原子相互作用探测区域的装置。

综上，使用现有的进样方法或技术无法将两种核磁样品在不混合的情况下同时有效传送到探测区。为了增加核磁样品同时进样的种类、提高核磁样品传输的效率、保障核磁样品的保温性能、以及更有效的扩展功能，迫切的需要发展全新的一种进样管与多层磁屏蔽以及弱磁探测传感器间无物理接触的用于低场核磁共振谱仪的样品双向传送方法与装置。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种用于低场核磁共振谱仪的样品双向传送装置及方法，其利用内进样管的约束作用，将两种核磁样品在不混合的情况下同时有效传送到密封隔板附近的探测区，方便地应用于低场磁共振研究；两内进样管与外进样管间有通气孔道，双层架构可以实现有效隔热，外进样管靠近探测区域部分涂覆耐高温绝热材料，可以进一步增加隔热效果，以保持样品胶囊的温度；外进样管在弱磁探测传感器的侧面由进样管支撑夹持，外进样管与多层磁屏蔽以及弱磁探测传感器无接触，高温硅胶或者其他弹性适中耐高温的材料制作的减震片，在样品传送过程中可有效起到减震作用，降低引入的技术噪声；外螺线管线圈可以有效减少漏磁场，降低漏磁场对弱磁探测传感器的影响；样品胶囊为无磁玻璃材质，可使用标准的核磁样品管烧制，方便与传统高场谱仪获得的磁共振信号做比对，也可使用石英或者陶瓷等材料制作。本发明样品双向传送方式，经过简单改造可方便扩展用于气态核磁样品。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提出了一种用于低场核磁共振谱仪的样品双向传送装置，包括第一送样系统、第二送样系统以及检测系统，其中，

所述第一送样系统包括第一内进样管，所述第一内进样管内放置有通过第一气动进样模块驱动的第一样品胶囊，所述第一内进样管的进样端设有第一极化磁体，用于将第一样品胶囊内的样品进行预极化；