[发明专利]用于双场核磁共振的气动缆线穿梭系统

说明书

本发明涉及用于双场核磁共振的气动缆线穿梭系统。一种转移装置，用于在NMR波谱仪至少两个同轴布置的NMR磁体系统(11’；11”)之间穿梭传送NMR样品容器(12)，包括：引导管(13)；穿梭组件(14)；以及，驱动系统，其绞盘绳索在一侧附连到驱动系统，在另一侧附连到穿梭组件，其特征在于，转移装置包括气动加压装置，该气动加压装置具有布置在穿梭组件上方的气密体(17)上的加压气体的进入口(16)，该气动加压装置适于将绞盘绳索维持在张力下，并且穿梭组件包括活塞设计，该活塞设计能够在压力的影响下沿着同轴磁体系统的公共轴线移动。这种紧凑的机构可以容易地集成到NMR波谱仪中，并能在数毫秒内高速精确地移动样品容器，而不会因冲击、振动、热量输入或异物污染而对测量产生负面影响。

技术领域

本发明涉及一种适用于执行包括双场核磁共振(“2F-NMR”)的场循环技术的核磁共振波谱仪，该波谱仪具有产生不同磁场的至少两个同轴布置的核磁共振(NMR)磁体系统和用于在NMR磁体系统之间穿梭传送NMR样品容器的转移装置，该转移装置包括：引导管，该引导管位于同轴磁体系统的中心内孔中；穿梭组件，该穿梭组件被布置在引导管内，用于牢固地保持NMR样品容器和穿梭传送NMR 样品容器；以及，驱动系统，该驱动系统包括牵拉驱动器和绞盘绳索，该绞盘绳索在一侧附连到驱动系统，在另一侧附连到穿梭组件，使得穿梭组件可以在同轴磁体系统之间在引导管内行进。

用于场循环NMR的温控样品穿梭器从Andrew M.R.Hall等人的科学论文“用于场循环NMR的温控样品穿梭器”，磁共振杂志317 (2020)106778(A temperature-controlledsample shuttle for field-cycling NMR”,Journal of Magnetic Resonance 317(2020)106778)(＝参考文献[1])中已知。

背景技术

总的来说，本发明涉及磁共振技术领域。核磁共振(＝“NMR”) 波谱学是仪器化学分析中的一种强有力的工具，并且是用于分析和表征物质的化学组成的商业性广泛使用的方法。在NMR实验中，样品暴露在强静态磁场中，该磁场与样品中包含的原子核的自旋相互作用。射频(＝“RF”)脉冲被发送到样品中用于操纵自旋，并且样品的反应，即RF信号(也称为“NMR信号”)被测量。样品的反应取决于样品中原子核的环境，尤其是价电子。因此，通过分析所测量的NMR信号，可以获得关于样品化学结构的信息。

NMR方法的改进(如场循环)允许利用核自旋与不同强度磁场的相互作用，通过这种方式，可以获得关于样品的更多波谱信息。

NMR中的场循环技术已经应用于各种场相关的研究。主要构思是在频率基础上测量弛豫。其应用包括材料科学，如聚合物动力学，结构生物学，如膜动力学和蛋白质动力学，以及MRI场中造影剂的弛豫测量等。

特别地，在双场NMR(＝“2F-NMR”)实验中，核自旋可以暴露于两个不同磁场强度的RF脉冲，并通过两个不同磁场强度的RF脉冲来操纵。这允许获得关于样品的额外波谱信息，特别是动态信息或额外的测量维度，这可用于增加分辨率，特别是更可靠地识别波谱中的最大值。

在配备有第一NMR探针的第一工作体积处，存在具有高均匀性的第一场强(“高场”)，尤其允许强的初始极化和具有高分辨率和高灵敏度的信号检测。此外，核自旋操纵可以在第一工作体积处进行。在配备有第二NMR探针的第二工作体积处，存在具有至少相当好的均匀性的第二场强(“低场”)，这也允许核自旋操纵，特别是自旋的带选择操纵。

对于许多核自旋系统，耦合性质和/或弛豫时间取决于存在的磁场强度。因此，由于存在两种不同的可用场强，2F-NMR设备可以进行实验，其在同一单次测量中利用不同的耦合性质和/或弛豫时间。