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Feld der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Kernmagnetresonanz-(NMR)-Untersuchungsvorrichtung und insbesondere auf temperaturgesteuerte austauschbare Fühlerkassetten für ein NMR-Gerät.
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Hintergrund der Erfindung
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Die offenbarten Systeme und Verfahren beziehen sich auf Kernmagnetresonanz-(NMR)-Untersuchungen und insbesondere auf NMR-Spektrometerfühler.
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Kernmagnetresonanz-(NMR-)-Untersuchungen von Substanzen, um die darin enthaltenen Bestandteile zu bestimmen, sind im Stand der Technik wohl bekannt. In bekannten Vorrichtungen kann die Probe zwischen den Polen eines Magnetes angeordnet und von einer Drahtspule umschlossen werden, um es zu ermöglichen, dass eine Probe HF-elektromagnetischen Pulsen einer vorbestimmten Frequenz ausgesetzt wird. Die resultierenden NMR-Pulse, die von den Kernen der untersuchten Probe erzeugt werden, können in einer wohlbekannten Weise durch die NMR-Vorrichtung detektiert und verarbeitet werden, um die Probenbestandteile zu identifizieren.
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Eine NMR-Analyse kann in Vorrichtungen durchgeführt werden, die allgemein als Spektrometer bekannt sind. Diese Spektrometer können einen Fühler haben, der die zu analysierende Probe zwischen Polen eines Magneten entgegennimmt. Die HF-Spulen und Abstimmungsschaltkreise, die dem Fühler angegliedert sind, können ein Magnetfeld (B) erzeugen, das die resultierende Magnetisierung des Kerns rotiert. Diese HF-Spulen detektieren auch die transversale Magnetisierung, während sie in der X,Y-Ebene präzediert. Die HF-Spule kann den Probenkern bei der Labor-Frequenz pulsen, um ein lesbares Signal zur Probenidentifizierung zu erzeugen. Ein beispielhafter Fühler ist in dem in gemeinsamen Besitz befindlichen
US-Patent Nr. 5,371,464 (Rapoport) offenbart und hierin durch Bezug in seiner Gesamtheit aufgenommen. Dieser Fühler und andere ähnliche haben, obwohl sie eine technische Verbesserung sind, immer noch mehrere Nachteile.
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Ein Nachteil von einigen Fühlern schließt das Unvermögen ein, auf Temperaturveränderungen der Probe zu reagieren oder zu antworten, und insbesondere auf Temperaturerhöhungen, die durch eine Probe verursacht werden, wobei solche Temperaturerhöhungen den Magneten durch die starke thermische Leitfähigkeit zwischen dem Probenfluss und dem Magneten aufheizen. Proben werden dem Fühler oft bei hohen Temperaturen vorgestellt, um für die Analyse flüssig zu bleiben und ein Gelieren, Verfestigen oder ähnliches zu vermeiden, wenn sie gekühlt werden. Eine Probe kann von innerhalb des Fühlers dissipieren und zu der umgebenden Umwelt weiterleiten, um letztlich den Magneten zu erreichen und die Temperatur des Magneten zu erhöhen (oder zu erniedrigen). Wärme von der Probe kann auch durch Abstrahlung durch die umgebende Umwelt weitergeleitet werden, und die Probentemperatur kann durch das Fühlermaterial geleitet werden.
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Da der magnetische Fluss proportional zu der Magnettemperatur ist, kann der Magnet beim Aufheizen (oder einer anderen Veränderung der Temperatur) Flussänderungen durchlaufen. Diese Flussänderungen können die Homogenität des Magneten verändern und die NMR-Ergebnisse können daher ungenau und in einigen Fällen wertlos sein.
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Sogar eine kleine Veränderung in der Probenflusstemperatur kann ausreichend sein, um eine messbare Veränderung im magnetischen Fluss zu verursachen. Frequenzfestlegungen wie die, die in dem
US-Patent Nr. 5,166,620 (Panosh) offenbart ist, das hierin durch Bezug in seiner Gesamtheit aufgenommen wird, können in Fühler eingeführt werden, um Flussveränderungen entgegenzuwirken, indem sie die Frequenz der HF-Spulen steuern. Was Veränderungen in der magnetischen Homogenität angeht, können diese durch Schimmen des Magneten gemacht werden.
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Derzeit können, wenn eine Magnetsteuerung gewünscht ist, komplexe Wärmetauscher eingesetzt und in den Pfad des Probenflusses vor seinem Eintritt in den Fühler platziert werden. Dies kann bei Inline-Verfahrensumgebungen extrem teuer und schwierig zu implementieren sein.
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Zusätzlich kann die Temperaturleitfähigkeit zwischen dem Magneten und dem Probenfluss die Probe selbst beeinträchtigen. Mit einer Probe, die gezwungen ist, während der gewünschten Untersuchungszeit (Zeitraum) in dem Fühler zu bleiben, kann sich die Probe verändern, sowie ihr Durchlauf zeitweilig während des Analysezeitraums aufhört. Diese Temperaturveränderung kann auch das Magnetfeld beeinträchtigen und NMR-Messungen schaden.
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Ein anderer Aspekt der Erfindung bezieht sich auf einen anderen Nachteil der üblichen Verwendung von Fühlern. Bei mit einem Labor in Zusammenhang stehenden Verwendungen ist oft das Wechseln von Proben und daher das Wechseln von Fühlern erforderlich. Es ist bekannt, dass Probenfühler während des Austauschverfahrens kaputtgehen können. Sobald dies geschieht, gibt es ein Bedürfnis, den Fühlerkörper aus der Maschine auszubauen, um ihn zu reinigen und, im schlechtesten Fall, ihn zu reparieren, falls die Verschmutzungen irgendeine eine Beschädigung der Teile verursachten.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Ein NMR-Fühler kann einen temperaturgesteuerten Verbindungskörper zum Bereitstellen einer Probe für NMR-Messungen einschließen, derart, dass der temperaturgesteuerte Verbindungskörper im Wesentlichen auf einer gewünschten Temperatur gehalten werden kann, unabhängig von der Temperatur einer Probe, die in dem Verbindungskörper enthalten ist. Durch Aufrechterhaltung der Temperatur des Verbindungskörpers auf der Betriebstemperatur des NMR kann beispielsweise das Magnetfeld durch die Temperatur der Probe nicht beeinträchtigt werden.
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Der Fühler und/oder Körper kann einen Temperatursensor einschließen, der einem Prozessor eine Temperaturmessung des Verbindungskörpers bereitstellen kann. Der Prozessor kann einem Wärmetauschergerät Steueranweisungen bereitstellen, um den Verbindungskörper auf der gewünschten Temperatur zu halten. Ein Wärmetauscher kann hierin so verstanden werden, dass es eine Vorrichtung repräsentiert, die nach Wunsch heizen oder kühlen kann. Der Prozessor kann eine Anzeige und/oder Bedienelemente einschließen, um es einem Nutzer zu erlauben, die gewünschte Temperatur des Verbindungskörpers festzulegen. In einer Ausführungsform kann der Temperatursensor und der Wärmetauscher ein einziges Gerät sein, und der Temperatursensor und der Wärmetauscher kann ein oder mehrere kommerziell verfügbare Wärmeleitungen oder beheizte Luftgebläse einschließen. Alternativ können der Temperatursensor und der Wärmetauscher verschiedene Geräte sein, und der Temperatursensor kann beispielsweise einen piezoelektrischen Temperatursensor, ein Thermopaar oder einen anderen kommerziell verfügbaren analogen oder digitalen Temperatursensor einschließen. In gleicher Weise kann der Wärmetauscher eine kommerziell verfügbare Wärmetauschervorrichtug sein, die ein gesteuertes Heizen oder Kühlen umfassend Luft in irgendeiner Form bereitstellen kann.
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Zusätzlich ist der Körper des Fühlers als eine extrahierbare Kassette konfiguriert, die, wann immer eserforderlich ist, ersetzt werden kann, um einen Schutz der Maschine bereitzustellen, falls der NMR-Fühler kaputtgeht.
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Die vorliegende Erfindung beabsichtigt, eine Kernmagnetresonanz-(NMR)-Fühlerkassette zu präsentieren, umfassend: einen entfernbaren Verbindungskörper, der eine longitudinale Achse mit einer Öffnung an einem Ende des Verbindungskörpers hat, wobei die Öffnung auf der Achse zentriert ist, der Verbindungskörper ist aus einem nicht magnetischen Material gemacht; eine Verbindung, die sich durch die zentrale Öffnung in dem entfernbaren Verbindungskörper erstreckt, wobei die Verbindung zum Enthalten einer Probe ist und die Verbindung aus einem nicht magnetischen Material ist; und wobei der Verbindungskörper reversibel mit einem Wärmetauscher verbunden ist, um im Wesentlichen den Verbindungskörper auf einer vorbestimmten Temperatur zu halten.
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Die NMR-Fühlerkassette umfasst einen Prozessor und Anweisungen, um den Prozessor zu veranlassen, den Wärmeaustauscher zu steuern.
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Der Wärmetauscher umfasst zumindest eines von: zumindest ein Wärmerohr, zumindest eine Wärmeübertragungsspule, zumindest ein beheiztes Luftgebläse und zumindest eine Wärmelamelle.
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Die NMR-Fühlerkassette umfasst einen Temperatursensor, der in Kommunikationen mit dem Prozessor ist.
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Der Wärmetauscher stellt Temperaturmessungen des Verbindungskörpers bereit. Der Wärmetauscher kann oder kann nicht mit dem Verbindungskörper verbunden sein.
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Die NMR-Fühlerkassette schließt weiter eine HF-Spule ein, die zumindest einen Teil der Verbindung herum verläuft, eine Frequenzfestlegungseinheit in Verbindung mit der HF-Spule.
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Die NMR-Fühlerkassette umfasst zumindest eine longitudinale Führung entlang der longitudinalen Achse des Verbindungskörpers, um die Fühlerkassette reversibel und reproduzierbar hinein in eine und heraus aus einer NMR-Vorrichtung zu führen.
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Die NMR-Fühlerkassette umfasst weiter zumindest einen Stift zum Steuern der Position der Fühlerkassette in einer NMR-Vorrichtung.
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Der Verbindungskörper der NMR-Fühlerkassette ist aus einem Material ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Aluminium, Edelstahl, Molybdän, Titan und jeder Kombination davon.
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Die longitudinalen Führungen der NMR-Fühlerkassette sind ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Führungsbahnen, Schienen, Rillen und jeder Kombination davon.
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Der Verbindungskörper der NMR-Fühlerkassette umfasst zwei parallele longitudinale Führungen, die an beiden Seiten des Verbindungskörpers befestigt sind.
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Der Verbindungskörper der NMR-Fühlerkassette ist zylindrisch und dazu angepasst, eine Probenröhre zu unterstützen gekennzeichnet durch einen Durchmesser von zwischen ungefähr 5 mm bis ungefähr 10 mm. Die Verbindung ist aus einem Material ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Aluminium, Glas, Edelstahl, Titan, Molybdän, Saphir, Silizium und jeder Kombination davon.
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Die NMR-Fühlerkassette umfasst zumindest ein Verschlussmittel.
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Das obere Teil der Verbindung der NMR-Fühlerkassette umfasst weiter einen Röhrenhalter, der aus einem Material gemacht ist ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Silizium, Glas, Aluminium und jeder Kombination davon.
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Die Verbindung ist gekennzeichnet durch ein Basisteil zum Erlauben eines Durchlaufs einer Probe.
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Das Basisteil ist konfiguriert, um die Aufnahme eines Endteils zu erlauben; die Oberseite des Endteils definiert eine Bodenfläche zum Einführen einer Probenröhre.
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Das Basisteil ist gekennzeichnet durch Führungen zum Erlauben einer jeweiligen Fügung mit dem Endteil. Die Führungen definieren eine Skala von Höhen des Endteils.
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Die NMR-Fühlerkassette umfasst Steuerelektronik in operativer Verbindung mit der HF-Spule der Frequenzfestlegungseinheit.
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Die NMR-Fühlerkassette schließt weiter zumindest einen Röhrenhalter ein, der entlang der longitudinalen Achse des Verbindungskörpers angeordnet ist und eine Öffnung hat, die dazu konfiguriert ist, eine Probenröhre zu beherbergen und zu unterstützen.
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Der Verbindungskörper schließt zumindest eine vorderseitige Öffnung und zumindest eine distale Öffnung für das Wärmeregulierungssytem ein. Die vorderseitige Öffnung ist dazu konfiguriert, wärmeregulierte Luft zu empfangen. Wohingegen die distale Öffnung dazu konfiguriert ist, wärmeregulierte Luft auszustoßen.
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Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist eine obere Ansicht einer Ausführungsform einer NMR-Fühlerkassette und ihrer Position bezogen auf die NMR-Magnete;
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2 stellt eine Ansicht einer Ausführungsform einer NMR-Fühlerkassette und der Richtung des Durchlaufs der Probe und der Tiefe einer Probenröhre bereit;
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3 ist eine obere Ansicht einer Ausführungsform eines NMR-Fühlers und einiger seiner Teile;
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4 stellt eine Vorder- und Rückansicht einer Ausführungsform einer NMR-Fühlerkassette und ihrer Teile bereit;
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5 stellt eine teilexplodierte Teilillustration einer Ausführungsform einer NMR-Fühlerkassette und einiger Teile bereit, die für die richtige Position selbiger verantwortlicher sind;
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6 stellt eine teilexplodierte Teilillustration einer Ausführungsform einer NMR-Fühlerkassette und einiger für die elektromagnetischen Funktionen selbiger verantwortlicher Teile bereit;
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7 stellt eine Illustration der temperaturgesteuerten Zonen einer Ausführungsform einer NMR-Fühlerkassette bereit;
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8 stellt eine Ansicht einer Ausführungsform eines Gehäuses einer NMR-Fühlerkassette bereit; und
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9 stellt eine Ansicht einer Ausführungsform einer NMR-Fühlerkassette, einer Ausführungsform eines Gehäuses einer NMR-Fühlerkassette und die Ansicht von beidem verbunden bereit.
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Detaillierte Beschreibung der Erfindung
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Um ein Gesamtverständnis bereitzustellen, werden nun gewisse erläuternde Ausführungsformen beschrieben werden; es wird jedoch von einem Fachmann verstanden werden, dass die Systeme und Verfahren, die hierin beschrieben sind, angepasst und modifiziert werden können, um Systeme und Verfahren für andere verwendbare Anwendungen bereitzustellen, und dass andere Hinzufügungen und Modifikationen gemacht werden können, ohne von dem Anwendungsbereich der hierin beschriebenen Systeme und Verfahren abzuweichen.
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Sofern nicht anderweitig spezifiziert, können die illustrierten Ausführungsformen so verstanden werden, dass sie beispielhafte Merkmale von variierenden Einzelheiten gewisser Ausführungsformen bereitstellen, so dass Merkmale, Komponenten, Module und/oder Aspekte der Illustrationen anderweitig kombiniert, voneinander separiert, ausgetauscht und/oder neu angeordnet werden können, ohne von den offenbarten Systemen und Verfahren abzuweichen. Daneben sind die Formen und Größen der Komponenten ebenfalls beispielhaft, sofern nicht anderes angegeben ist, und können geändert werden, ohne die offenbarten Systeme und Verfahren zu beeinträchtigen
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Die offenbarte temperaturgesteuerte austauschbare NMR-Fühlerkassette schließt einen temperaturgesteuerten Verbindungskörper zum Bereitstellen einer Probe für eine NMR-Messung ein. Der temperaturgesteuerte Verbindungskörper kann Temperatureffekte der Probe auf das Magnetfeld aufwiegen und/oder diesen entgegenwirken, sodass die Temperatur des Verbindungskörpers unabhängig von den Probentemperatur im Wesentlichen gleich bleibt. In einer Ausführungsform umfasst oder umhüllt der Verbindungskörper eine Verbindung zum Vorstellen der Probe für NMR. Der Fühler kann zumindest einen Temperatursensor einschließen, der einem Prozessor eine Temperaturmessung des Verbindungskörpers bereitstellen kann. In einer Ausführungsform kann der oder die Temperatursensoren mit dem Verbindungskörper verbunden oder sonstwie mit diesem integriert sein. Zusätzlich und optional kann der Temperatursensor nicht mit dem Verbindungskörper verbunden sein. Der Prozessor kann mit Steueranweisungen ausgerüstet sein und solche zumindest einem Wärmetauscher bereitstellen, um den Verbindungskörper auf einer gewünschten Temperatur zu halten. Der Wärmetauscher kann auch mit dem Verbindungskörper integriert sein oder von diesem getrennt sein. Der Prozessor kann in Verbindungen mit einem Display und/oder Bedienelementen sein, um es einem Nutzer zu erlauben, die gewünschte Temperatur des Verbindungsköpers festzulegen. In einer Ausführungsform können der Temperatursensor und der Wärmetauscher eine einzige Vorrichtung sein. In einer solchen Ausführungsform können der bzw. die Temperatursensoren und der oder die Wärmetauscher eine oder mehrere kommerziell verfügbare Wärmeleitungen oder beheizte Luftgebläse einschließen. Alternativ können der oder die Temperatursensoren und der oder die Wärmetauscher separate Vorrichtungen sein, und der oder die Temperatursensoren können beispielsweise einen piezoelektrischen Temperatursensor, ein Thermoelement und/oder einen oder mehrere kommerziell verfügbare analoge oder digitale Temperatursensoren einschließen. In gleicher Weise kann der oder die Wärmetauscher eine kommerziell verfügbare Wärmetauschervorrichtung sein, die ein gesteuertes Heizen und/oder Kühlen bereitstellen kann.
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Der Verbindungskörper, der den Fühler enthält, kann aus dem Schimmerbehälter herausgezogen werden, um ausgetauscht, repariert oder modifiziert zu werden.
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Der Begriff “ungefähr” bezieht sich hierin nachfolgend auf einen Bereich von 25 % unter oder über dem bezuggenommenen Wert.
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Es wird nun auf 1 Bezug genommen, die schematisch eine Ausführungsform einer NMR-Fühlerkassette 10 (ohne das schimmende Gehäuse) entsprechend des hierin offenbarten Fühlers präsentiert, wo der Verbindungskörper und Temperatursensor/Wärmetauscher verbunden werden kann, obwohl, wie hierin bereitgestellt, die offenbarte Vorrichtung nicht auf eine solche Ausführungsform beschränkt ist. Der illustrierte Fühler wird mit einem Magneten M verwendet (der typischerweise Nord-“N” und Süd-“S” Pole hat), der ein Magnetfeld erzeugt (angezeigt durch den Vektor B).
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Die Fühlerkassette schließt einen Verbindungskörper ein, der eine zentrale Öffnung entlang seiner longitudinalen Achse für die Einführung einer Probe in einer Röhre oder sonstwie umfasst. Der Verbindungsköper ist aus einem nicht magnetischen Materials gemacht und könnte in einem nicht beschränkenden Beispiel aus Aluminium, Edelstahl, Molybdän, Titan und jeder Kombination davon gemacht sein. In einer Ausführungsform kann die NMR-Fühlerkassette unter Verwendung einer Probe mit kontinuierlichem Durchfluss betrieben werden.
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Es wird nun auf 2 Bezug genommen, die schematisch den gepunkteten schwarzen Pfeil F präsentiert, der die Richtung des Durchflusses anzeigt. In einer anderen Ausführungsform kann die selbe Kassette unter Verwendung einer Probenröhre betrieben werden. In diesem Fall kann das Basisteil der Verbindung in einer Ausführungsform konfiguriert sein, um die Aufnahme eines Endteils zu erlauben. Das Basisteil kann jedwede Führungen, Rillen, Schienen oder ähnliches umfassen, um das Gleiten eines solchen Endteils zu erlauben. Das Endteil ist montierbar, um einen mechanischen Stopper und eine Barriere für die Aufnahme einer Probenröhre auszubilden. Das heißt, das Endteil bildet die Bodenfläche aus, durch den die Probenröhre, die durch die Verbindung eingeführt wird, blockiert und an Ort und Stelle gehalten werden wird. Diese Führungen können eine Mehrzahl von Höhenanpassern haben, die die Anpassung der Höhe der Bodenfäche ermöglichen, die das Endteil erzeugt. Die Führungen können somit eine Skala von Höhen definieren, die entsprechend der verwendeten Probenröhre bestimmt werden kann. Dieser spezielle Stopper 11 wird benutzt, um die Probenröhre bei der gewünschten Tiefe in der Kassette zu fixieren und so die korrekte Position der Probe für die Auslesung sicherzustellen. In diesem Fall zeigt die gepunktete Linie F’ die Tiefe an, in der die Röhre stoppen wird.
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Es wird nun auf 3 Bezug genommen, die schematisch eine obere Ansicht der NMR-Fühlerkassette und einiger spezifischer Teile präsentiert. Die jedem Teil zugeordneten Zahlen werden in allen Figuren beibehalten, um Verwirrungen zu vermeiden.
Eintrittspunkt der Probe 12; HF-Feinabstimmungsknopf 13; HF-Verbindungspunkt 14; interner HF-Draht 15; HF-Festlegungsabteilung 16; HF-Feinabstimmungsaktuator 17; Feinpositionierungssystem 18; vorderer Fühlerhalter 19; HF-Spule 20; Fühler 21; distaler Fühlerhalter 22; distaler Röhrenbefestiger 23; vorderer Röhrenbefestiger 24; Verschlussschraube 25; Verschlussknopf 26; Temperaturluftsystemverbindungspunkt 27.
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Ein neuer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Aufnahme von zumindest einem longitudinalen Feinpositionierungssystem
18 und vorzugsweise zweier solcher longitudinaler Führungen
18 entlang der longitudinalen Achse des Fühlerkassettenverbindungskörpers. Diese longitudinalen Führungen sind zum reversiblen, reproduzierbaren und genauen Einführen und Herausnehmen der Fühlerkassette in die und heraus aus der NMR-Vorrichtung. Diese Führungen könnten jedwede mechanischen Führungsvorrichtungen sein wie Rillen, Schienen, Führungsbahnen usw. Diese Führungen könnten zum Beispiel in Übereinstimmung mit der in
US-Patent Nr. 7,883,289 dargelegten sein, das hierin als ein Bezug in seiner Gesamtheit aufgenommen wird. Zumindest ein Teil der zentralen Öffnung ist durch eine HF-Spule
20 umfasst, die um den die Probe enthaltenden Bereich gewunden ist.
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Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann eine HF-Festlegungsabteilung 16 enthalten und diese HF-Festlegungsabteilung kann mit dem HF-Verbindungspunkt 14 verbunden sein. Die HF-Festlegungsabteilung kann auch in operativer Verbindung mit einem HF-Feinabstimmungsaktuator 17 sein, der durch einen HF-Feinabstimmungsknopf 13 betrieben wird.
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Die Verbindung, die durch die zentrale Öffnung der Fühlerkassette verläuft, könnte aus jedem nicht magnetischen Material gemacht sein und könnte in einem nicht beschränkenden Beispiel aus Aluminium, Glas, Edelstahl, Titan, Molybdän, Saphir, Silizium und jeder Kombination davon gemacht sein. Die Verbindung und jedes ihrer Segmentteile könnte die bevorzugte Form eines Zylinders annehmen, könnte aber auch jede andere Form annehmen (z. B. quadratisch, rechteckig, vieleckig, dreieckig, oval usw.). Der bevorzugte Durchmesser der Verbindung ist vorzugsweise konfiguriert, um eine Probenröhre zu beherbergen, die durch einen Durchmesser von zwischen ungefähr 5 mm und 10 mm gekennzeichnet ist, und könnte auch eine ungefähr 8 mm Röhre sein.
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In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann, wie in 3 weiter illustriert ist, die Verbindung an ihrem oberen Ende einen Eingangspunkt der Probe 12 in ihrer Öffnung enthalten. Der Eingangspunkt der Probe 12 ist vorzugsweise in Form eines Zylinders oder ähnlich (obwohl andere Formen wie z. B. quadratisch, rechteckig, vieleckig, dreieckig, oval usw. ebenfalls zulässig sind) und könnte aus jedem nicht magnetischen Material gemacht sein wie in einem nicht beschränkenden Beispiel aus Silizium, Glas, Aluminium und jeder Kombination davon. Zumindest ein anderer Röhrenhalter, vorzugsweise zwei oder mehr Röhrenhalter (19, 22, 23 und 24) entlang der zentralen Öffnung der Fühlerkassette stellt eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vor. Der Röhrenhalter kann irgendeine Form haben, die jedwede Röhre, die irgendeine Form hat, festklammern kann. Eine bevorzugte Ausführungsform ist die Einbindung von zwei solchen Röhrenhaltern. Die Funktion der Röhrenhalter ist es, die Probenröhre innerhalb der Fühlerkassette genau zu verorten und zu führen.
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Die Fühlerkassette kann in einigen Ausführungsformen auch einen Wärmezirkulationssystemeintrittspunkt 12 umfassen. Das Wärmezirkulationssystem kann beispielsweise eine Öffnung sein, durch welche es heißer oder kalter Luft möglich sein wird, den Fühlerkassettenverbindungskörper zu verlassen und durch Luft von außerhalb des Verbindungskörpers ersetzt zu werden, die kühler/wärmer ist. Die Luft kann in passiver Weise austreten oder durch ein Belüftungsmittel einschließlich einer Sensorrückkoppelung in operativer Verbindung mit Lüftermotoren.
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Die Fühlerkassette kann auch zumindest ein Verschlussmittel 25 und 26 umfassen, das dazu vorgesehen ist, die Fühlerkassette an ihrem Platz innerhalb der NMR-Vorrichtung festzulegen.
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Es wird nun auf 4 Bezug genommen, die schematisch eine Vorder- und Rückansicht der NMR-Fühlerkassette und einiger spezifischer Teile präsentiert.
Vorderansicht 10F: Verschlussknopf 26; Feinpositionierungssystemknopf 28; Temperaturluftsystemverbindungspunkt 27; Abdeckungsschraube 29; Eintrittspunkt der Probe 12; HF-Feinabstimmungsknopf 13; HF-Verbindungspunkt 14.
Rückansicht 10R: Feinpositionierungssystem 18; Temperaturluftsystemaustrittsöffnungen 30; rückwärtiger Ausgang des Fluss-Probe/Eintritts-Punktes für den Röhrenstopper 31; Verschlussschraube 25.
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In der Vorderansicht
10F ist die zentrale Öffnung gezeigt, die die Verbindung
12 enthält, die dazu vorgesehen ist, eine Durchflussprobe oder eine Probenröhre einzuführen. Zusätzlich kann die Vorderseite der Fühlerkassette auch einen HF-Verbindungspunkt
14 und einen HF-Feinabstimmungsknopf
13 umfassen, sowie zumindest eine Öffnung eines Wärmezirkulationssystems
27 und zumindest ein Verschlussmittel
26. Ebenfalls illustriert sind die Feinpositionierungssystemknöpfe
28. Die Rückansicht
10R illustriert die zentrale Öffnung mit der Verbindung. Eine Ausführungsform des Wärmezirkulationssystems ist durch Belüftungslöcher
30 gezeigt, die dabei helfen, entsprechend der Temperatur der Probe heiße oder kalte Luft in und heraus aus der Fühlerkassette zu zirkulieren. Die Löcher
30 können zusätzlich zu anderen Belüftungsöffnungen sein, wie die Belüftungsöffnung
27, die an der Vorderseite der Fühlerkassette vorgefunden wird. Die Rückansicht illustriert auch eine Ausführungsform von zwei Schienen
18, die in jeder Seite des Verbindungskörpers der Fühlerkassette vorgefunden werden und die vorzugsweise entsprechend den Schienen sind, die in
US-Patent Nr. 7,883,289 dargestellt sind. Das zumindest eine Verschlussmittel
25 ist sichtbar, wenn man durch die Bodenansicht durchsieht, befindet sich aber tatsächlich auf der Oberseite der Fühlerkassette.
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Es wird nun auf 5 Bezug genommen, die schematisch eine Teilillustration, teilexplodierte Ansicht der NMR-Fühlerkassette 10 und einiger spezifischer Teile präsentiert, die für die richtige Verortung der Kassette und der Probe in der NMR-Maschine verantwortlich sind.
Feinpositionierungssystem 18; Verschlussschraube 25; Verschlussknopf 26; Temperaturluftsystemverbindungspunkt 27; Eintrittspunkt der Probe 12; vorderseitiger Röhrenbefestiger 24.
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Es wird nun auf 6 Bezug genommen, die schematisch eine Teilillustration, teilexplodierte Ansicht der NMR-Fühlerkassette 10 und einiger spezifischer Teile präsentiert, die für die richtige Verortung der Probe und der HF-Vorrichtungsteile verantwortlich sind.
Vorderseitiger Fühlerhalter 19; HF-Spule 20; Fühler 21; distaler Fühlerhalter 22; HF-Verbindungspunkt 14; HF-Feinabstimmungsknopf 13; HF-Festlegungsabteilung 16; HF-Festlegungsvorrichtung 32.
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Es wird nun auf 7 Bezug genommen, die schematisch eine Illustration der NMR-Fühlerkassette 10 und der inneren Teile präsentiert, die temperaturgesteuert sind, wenn sie betrieben werden (Temperatursteuerung ein – dunkle Bereiche). Der einzige Pfeil zeigt den Eintrittspunkt der Luft, während die mehreren Pfeile den Austrittspunkt der Luft zeigen.
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Die Probe innerhalb der Verbindung kann eine Temperatur aufrechterhalten, die verschieden genug ist (entweder höher oder niedriger) von der Betriebstemperatur der NMR-Vorrichtung (und/oder des Magneten), um die NMR-Vorrichtung nachteilig zu beeinflussen. Die Verwendung einer Temperatursteuervorrichtung wie Luftflusstechnologie kann es erlauben, den Verbindungskörper im Wesentlichen auf einer konstanten Temperatur zu halten, die der Betriebstemperatur des Magneten entspricht. Wärme von der Verbindung kann durch die Austrittsöffnungen 30 transferiert werden, die an dem rückseitigen Teil der Kassette angeordnet sind.
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Bei Betrieb, ein temperaturgesteuerter Fühler wie hier vorgestellt, kann der Fühler 21 einem Magnetfeld ausgesetzt sein, das durch einen Magneten bereitgestellt wird. Für die Ausführungsform von 7 kann ein Luftdurchlaufcontroller (nicht gezeigt) konfiguriert sein, um den Fühler 21 auf der gewünschten Temperatur zu halten. Die Probe kann dann in den Fühler 21 eingeführt oder eintreten gelassen werden und kann entweder durch die Verbindung fließen oder kann in einer nicht fließenden Weise in der Verbindung verbleiben, während die NMR-Analyse durchgeführt wird. Die NMR-Analyse einschließlich des Betriebs der HF-Spule 20 und der Frequenzfestlegungs-HF-Spule 32, einschließlich der Pulssequenzprotokolle, kann in Übereinstimmung mit konventioneller NMR-Analyse sein. Durch Verwendung der Temperatursteuervorrichtung wie beschrieben können die Temperatureffekte der Probe auf das Magnetfeld minimiert wenn nicht sogar eliminiert werden, indem es dem Temperatursteuerungssensor und -vorrichtung oder, in dieser Ausführungsform, den Wärmeleitungen erlaubt wird, die Temperatur des Fühlerverbindungskörpers im Wesentlichen auf der gleichen Temperatur zu halten (z. B. der gewünschten Betriebstemperatur des Magneten/NMR). Wie hierin vorher bereitgestellt, kann die Temperatursteuerungselektronik (nicht gezeigt) ausgerüstet sein, um es einem Nutzer oder einem anderen zu erlauben, die Betriebstemperatur einzugeben oder sonstwie vorzugeben.
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Es wird nun auf 8 Bezug genommen, die schematisch die Illustration des Schimming-Gehäuses 40 der NMR-Fühlerkassette präsentiert. Longitudinale Führungen.
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Es wird nun auf 9 Bezug genommen, die schematisch die Illustration der NMR-Fühlerkassette 10, des Schimming-Gehäuses 40 der NMR-Fühlerkassette und die Kombination von beidem 50 präsentiert.
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Während das Verfahren und die Systeme in Verbindung mit den illustrierten Ausführungsformen offenbart worden sind, werden verschiedene Modifikationen und Verbesserungen davon den Fachleuten unmittelbar ersichtlich werden. Die hierin bereitgestellte Struktur schloss beispielsweise einen überwiegend rechteckigen Körper mit einer kreisförmigen Verbindung usw. ein. Diejenigen mit gewöhnlichem Fachwissen werden erkennen, dass solche Formen und Größen nur für illustrative Zwecke sind und entsprechend bei Anwendung verändert werden können, ohne den Bereich der offenbarten Verfahren und Systeme zu verlassen. Entsprechend kann der Körper zylindrisch, kreisförmig, quadratisch oder von anderer Form sein und ist nicht beschränkt auf die rechteckige Form, die in der illustrierten Ausführungsform bereitgestellt ist. Die Verbindung und die Öffnungen für die Verbindung können in ähnlicher Weise von anderer Form sein neben der kreisförmigen (Querschnitts-) Form, die hierin bereitgestellt ist, und können beispielsweise rechteckig, dreieckig, quadratisch usw. sein. Für die illustrierte Ausführungsform, die die Wärmeleitungen benutzt, können beispielsweise die Wärmeleitungen 64 an anderen Orten angeordnet sein oder können insgesamt durch einen anderen Sensor/Controller oder eine Gruppe von Sensoren/Controllern ersetzt werden. Die Wärmeleitungen oder anderen Sensoren und/oder Wärmetauscher sind nicht notwendigerweise in zylindrischen oder anderweitig speziell geformten Rillen oder Öffnungen zu platzieren, und für solche Rillen oder Öffnungen, falls sie benutzt werden, ist es nicht erforderlich, dass sie mit der gesamten Länge des Verbindungskörpers zusammenfallen, wie das in der illustrierten Ausführungsform bereitgestellt ist. Weiterhin können in einer Ausführungsform, bei der die Rillen oder Öffnungen verwendet werden, solche Rillen oder Öffnungen von anderer Form sein als die hierin bereitgestellte Form. Die Verbindung zwischen dem Prozessor und dem Sensor/Controller kann drahtgebunden oder drahtlos sein oder kann durch ein drahtgebundenes oder drahtloses Netzwerk sein. Die vorstehend erwähnten Veränderungen sind lediglich illustrativ und nicht vollständig, und andere Veränderungen können implementiert werden, ohne die Fähigkeit des Fühlers zu beeinträchtigen, einen Verbindungskörper einzuschließen, der temperaturgesteuert ist. Entsprechend können viele zusätzliche Veränderungen in den Details, Materialien und der Anordnung von Teilen, die hierin beschrieben und illustriert sind, durch die Fachleute gemacht werden. Es wird daher verstanden werden, dass die nachfolgenden Ansprüche nicht auf die hierin offenbarten Ausführungsformen beschränkt sind, dass sie Praktiken einschließen können, die anders sind als spezifisch beschrieben und dass sie so breit wie nach Gesetz erlaubt zu interpretieren sind.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 5371464 [0004]
- US 5166620 [0007]
- US 7883289 [0052, 0059]
