JP4319641B2 - NMR apparatus and measurement method thereof - Google Patents
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Description
本発明は、NMR(Nuclear Magnetic Resonance)装置に係わり、特に、低温プローブを備えたNMR分析装置とその測定方法に関する。 The present invention relates to an NMR (Nuclear Magnetic Resonance) apparatus, and more particularly to an NMR analyzer equipped with a low-temperature probe and a measurement method thereof.
NMR測定において雑音に対する信号の比(以下S/N比)は極めて重要であり、近年S/N比を向上させるための手段として、低温プローブが用いられている。一般的に言われる低温プローブとはプローブに関する回路を超電導化し、20K程度の低温のヘリウムガスによってプリアンプを含めてプローブ内部を冷却する方式のプローブをいい、超電導体としては酸化物超電導体が用いられる。低温プローブに関する技術は、例えば、特許文献1に開示されている。 In the NMR measurement, the ratio of signal to noise (hereinafter referred to as S / N ratio) is extremely important, and in recent years, a low-temperature probe has been used as a means for improving the S / N ratio. Generally speaking, a low-temperature probe is a probe that superconducts a circuit related to the probe and cools the inside of the probe including a preamplifier with a low-temperature helium gas of about 20K, and an oxide superconductor is used as the superconductor. . A technique relating to a low-temperature probe is disclosed in, for example, Patent Document 1.
もし、低温プローブとその他のプローブを同時に若しくは迅速に切替えて使うことができれば、新たな測定が可能となる大きな利点がある。例えば、非特許文献1に記載されているように、NMRマイクロイメージングと高分解能NMRスペクトル測定を同時に若しくは短い時間内に同じ磁場環境内で実現できる。この測定は、生体のように時間と共に変化する場合、特に有利である。 If a low-temperature probe and other probes can be switched simultaneously or quickly, there is a great advantage that a new measurement can be performed. For example, as described in Non-Patent Document 1, NMR micro-imaging and high-resolution NMR spectrum measurement can be realized simultaneously or within the same magnetic field environment within a short time. This measurement is particularly advantageous when it changes over time as in a living body.
低温プローブとその他のプローブとの迅速な切替えは、上記の新たな測定方法の他に、既存の測定方法を適用する上でも有益である。低温プローブはS/N比で利点を有するが、低温プローブでは適切ではない場合もある。この代表的な例を挙げると、非特許文献2記載のイメージング測定、非特許文献3記載の導電性溶媒を用いる測定などである。このような測定を行うためには、低温プローブから各測定に適切なプローブに切替ええて行う必要がある。また、研究目的で研究機関が特殊なプローブを自作する場合も多く、低温プローブとその他のプローブとの切り替えが出来れば益々有益である。
The rapid switching between the low-temperature probe and other probes is beneficial in applying an existing measurement method in addition to the above-described new measurement method. Low temperature probes have advantages in S / N ratio, but may not be appropriate with low temperature probes. Typical examples of this include imaging measurement described in
しかしながら、高精度の超電導回路と真空冷却系統を備えた低温プローブはマグネット挿入出時に機械的、熱的、電気的破損の危険性が高く、ユーザーによる低温プローブの取替えは困難である。更に、低温プローブをマグネットに挿入出する場合は、安全上プローブの温度を室温に上げて行う必要があるため、低温プローブの挿入出は通常2日以上を要する作業となっている。 However, a low-temperature probe equipped with a high-precision superconducting circuit and a vacuum cooling system has a high risk of mechanical, thermal, and electrical damage when a magnet is inserted and removed, and it is difficult for a user to replace the low-temperature probe. Further, when inserting and removing the low temperature probe from the magnet, it is necessary to raise the temperature of the probe to room temperature for safety reasons. Therefore, insertion and removal of the low temperature probe usually requires two days or more.
このように、低温プローブの取替えには困難が伴い、低温プローブとその他のプローブを迅速に切替えて使うことは現状のNMR装置に置いては不可能に近い。そのため、低温プローブとその他のプローブを組み合わせ、同時にまたは短時間に切替えて使うことにより得られる、NMRマイクロイメージングと高分解能NMRスペクトル測定など、前記測定方法の利点は現状のNMR装置では実現できない。 As described above, it is difficult to replace the low temperature probe, and it is almost impossible to quickly switch between the low temperature probe and the other probes in the current NMR apparatus. Therefore, the advantages of the measurement method such as NMR micro-imaging and high-resolution NMR spectrum measurement obtained by combining a low temperature probe and another probe and switching them simultaneously or in a short time cannot be realized with the current NMR apparatus.
低温プローブ取替えの困難は、また、ユーザー負担の増加も招いている。前述した低温プローブでは適切ではない測定を行うため、低温プローブを導入した研究機関のほとんどがマグネット1台を低温プローブ専用として使い、その他のプローブが必要な場合に備えてマグネットをもう1台導入している。マグネット2台を運用する現状は、マグネットの購入費用、維持管理のコスト、設置空間などの面で研究機関にとって多大な負担となっている。 The difficulty of replacing the low temperature probe also increases the burden on the user. In order to perform measurements that are not appropriate for the above-mentioned cryogenic probes, most research institutions that have introduced cryogenic probes use one magnet exclusively for the cryogenic probe and introduce another magnet in case another probe is needed. ing. The current situation of operating two magnets is a huge burden for research institutions in terms of magnet purchase costs, maintenance costs, installation space, and the like.
従来技術の特許文献2は、汎用性の高いプローブを用い複数の試料を同時に測定することを課題とし、その課題を解決する手段として2つのプローブを同時に若しくは交互に使うNMR装置を開示している。しかし、特許文献2で開示したNMR装置は、プローブを挿入した状態では試料管を交換することができないため、試料管を用いない測定にしか使えない。バイオ研究の大部分において、試料管を使ったNMR測定は欠かすことのできない要求であるため、試料管を使えないことは極めて重大な限界である。
従来技術の特許文献3は、ソレノイド状の検出コイルを有するプローブを挿入した状態で試料管の導入出を可能にすることを課題とし、その課題を解決する手段として十字の貫通孔を有するマグネット構造を開示している。しかし、特許文献3で開示したNMR装置は、貫通孔の片側からシムコイルへの給電線と試料温度調整用ガスを取り出すため、貫通孔の両側からプローブを挿入することはできない。そのため、特許文献3によれば、貫通孔の片側は光導入の経路として使われる。 Patent Document 3 of the prior art has an object to enable introduction and withdrawal of a sample tube in a state where a probe having a solenoid-like detection coil is inserted, and a magnet structure having a cross-shaped through hole as means for solving the problem. Is disclosed. However, since the NMR apparatus disclosed in Patent Document 3 takes out the power supply line to the shim coil and the gas for adjusting the sample temperature from one side of the through hole, the probe cannot be inserted from both sides of the through hole. Therefore, according to Patent Document 3, one side of the through hole is used as a light introduction path.
本発明が解決しようとする課題は、1台のマグネットで試料管に挿入された試料に対し、低温プローブを用いた測定とその他のプローブを用い同時に、若しくは迅速に切替えて測定できるNMR装置を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to provide an NMR apparatus that can measure a sample inserted into a sample tube with one magnet at the same time or quickly by using a low temperature probe and another probe. It is to be.
低温プローブとその他のプローブを組み合わせて使うことにより得られるNMR測定の利点を実現し、更に2台のマグネットを運用することによるユーザーの負担を軽減する。このための一つの方法は、1台のマグネットで試料管に入った試料に対し低温プローブを用いた測定とその他のプローブを用いた測定が同時に、若しくは迅速に切替えて行えるNMR装置を提供することである。 It realizes the advantages of NMR measurement obtained by using a combination of a low temperature probe and other probes, and further reduces the burden on the user by operating two magnets. One method for this purpose is to provide an NMR apparatus that can perform measurement using a low temperature probe and measurement using another probe simultaneously or quickly on a sample that has entered a sample tube with one magnet. It is.
低温プローブは感度が高い反面、多くの制約を持つことが知られている。例えば、試料の塩濃度と導電性が低いこと、投入パワーが低いこと、受信されるNMR信号が小さいことがある。この条件を満たすことのできない多くの試料や測定方法においては、常温のプローブを使うことが好ましい。また、試料によっては、感度の高い低温プローブと、制約のないその他のプローブとを組み合わせてNMR測定を実施することで新たな情報を得ることもできる。 Low temperature probes are known to have high sensitivity but have many limitations. For example, the salt concentration and conductivity of the sample may be low, the input power may be low, and the received NMR signal may be small. In many samples and measurement methods that cannot satisfy this condition, it is preferable to use a probe at room temperature. In addition, depending on the sample, new information can be obtained by performing NMR measurement by combining a high-sensitivity low-temperature probe and another probe without restriction.
本発明の目的は、上記従来技術の課題に鑑み、低温プローブとその他のプローブを組み合わせて同時または短時間に切替えることにより、高機能かつ高精度な測定を実現するNMR装置と測定方法を提供することにある。また、2台のマグネットを運用することによるユーザーの負担を軽減することにある。 An object of the present invention is to provide an NMR apparatus and a measurement method that realize high-function and high-accuracy measurement by combining a low-temperature probe and another probe and switching them simultaneously or in a short time in view of the above-described problems of the prior art. There is. Another object is to reduce the burden on the user by operating two magnets.
上記課題を解決する本発明の構成を説明する。 The configuration of the present invention that solves the above problems will be described.
マグネットとプローブと計測コンソールからなるNMR装置において、前記マグネットに2つ以上の孔を設け、その中で少なくても2つの孔が互いに直交し、前記互いに直交する孔のうち1つの孔をプローブ挿入ボアとして前記マグネットを貫通するように成し、前記プローブは試料受入孔と信号検出コイルからなる測定空間をプローブ中心線に対して垂直に設けられ、前記互いに直交する孔のうち前記プローブ挿入ボアに直交する他の1つの孔を試料挿入ボアとし、前記マグネットを貫通する前記プローブ挿入ボアの両端から2つの前記プローブを挿入するように構成した。 In an NMR apparatus comprising a magnet, a probe, and a measurement console, the magnet is provided with two or more holes, at least two of which are orthogonal to each other, and one of the orthogonal holes is inserted into the probe. The probe is configured to penetrate the magnet as a bore, and the probe is provided with a measurement space composed of a sample receiving hole and a signal detection coil perpendicular to the probe center line, and the probe insertion bore among the holes orthogonal to each other is provided. Another orthogonal hole was used as a sample insertion bore, and the two probes were inserted from both ends of the probe insertion bore penetrating the magnet.
また、前記プローブ挿入ボアに直行する前記マグネットの孔の1つ(以下、試料管導入出ボア)に試料管導入出用のガス流路を形成し、しかも、プローブ挿入ボアのプローブ中心線に対し片側だけに形成した。 In addition, a gas flow path for introducing and discharging a sample tube is formed in one of the holes of the magnet (hereinafter referred to as sample tube introducing / exiting bore) that goes directly to the probe inserting bore, and further, with respect to the probe center line of the probe inserting bore. Formed on one side only.
また、前記プローブには1つ若しくは複数の溝を設け、シムコイルの給電線および温度調整用ガスを通過させるようにした。 Further, the probe is provided with one or a plurality of grooves so that the shim coil feed line and the temperature adjusting gas can pass therethrough.
更に、前記プローブの少なくても1つに、信号検出用コイルを摂氏0度以下に冷却させるための機構を設けた。 Further, at least one of the probes is provided with a mechanism for cooling the signal detection coil to 0 degrees Celsius or less.
また、プローブをマグネットの中で移動させるための移動装置をプローブとマグネットに取り付けた。 A moving device for moving the probe in the magnet was attached to the probe and the magnet.
また、プローブの試料受入孔に試料管が挿入されているかを監視するセンサーを設け、試料管が挿入されてない時にのみプローブ移動装置が動作するようにした。 In addition, a sensor for monitoring whether the sample tube is inserted into the sample receiving hole of the probe is provided so that the probe moving device operates only when the sample tube is not inserted.
また、プローブの位置を検出するセンサーを前記プローブ移動装置に設け、2つのプローブ間の衝突を回避した。 In addition, a sensor for detecting the position of the probe is provided in the probe moving device to avoid a collision between the two probes.
前記課題を解決する本発明の別の構成として、マグネットとプローブと計測コンソールからなるNMR装置において、前記マグネットに2つ以上の孔を設け、その中で少なくても2つの孔が互いに直交し、前記互いに直交する孔の1つであるプローブ挿入ボアがマグネットを貫通するようにし、前記プローブは試料受入孔と信号検出コイルからなる測定空間をそのプローブ中心線に対し垂直に2つ以上設ける。 As another configuration of the present invention that solves the above problems, in an NMR apparatus comprising a magnet, a probe, and a measurement console, two or more holes are provided in the magnet, and at least two holes are orthogonal to each other, The probe insertion bore, which is one of the holes orthogonal to each other, passes through the magnet, and the probe has two or more measurement spaces each including a sample receiving hole and a signal detection coil perpendicular to the probe center line.
前記課題を解決する本発明の更に別の構成は、マグネットとプローブと計測コンソールからなるNMR装置において、前記マグネットに2つ以上の孔を設け、その中で少なくても2つの孔が互いに直交し、前記互いに直交する孔のうち1つであるプローブ挿入ボアがマグネットを貫通するようにし、前記プローブは試料受入孔と信号検出コイルからなる第1の測定空間をそのプローブ中心線に対し垂直に2つ以上設けると共に、別の信号検出コイルからなる第2の測定空間を前記プローブ内に設け、第1の測定空間と第2の測定空間を流路で連結し、第1の測定空間に挿入した試料容器中の試料を第2の測定空間でも測定可能にした。
Still another configuration of the present invention that solves the above problem is that in an NMR apparatus comprising a magnet, a probe, and a measurement console, the magnet is provided with two or more holes, and at least two of the holes are orthogonal to each other. The probe insertion bore, which is one of the mutually orthogonal holes, penetrates the magnet, and the probe has a first measurement space made up of a sample receiving hole and a
本発明により、1台のマグネットで試料管に入った試料に対し低温プローブを用いた測定とその他のプローブを用いた測定が同時に若しくは迅速に切替えて行えるNMR装置を提供することができ、高機能かつ高精度の新しいNMR測定が可能になる。 According to the present invention, it is possible to provide an NMR apparatus that can perform measurement using a low-temperature probe and measurement using another probe simultaneously or quickly on a sample that has entered a sample tube with a single magnet. And new NMR measurement with high accuracy becomes possible.
例えば、NMRマイクロイメージングと高分解能NMRスペクトル測定を同じ磁場環境内で同時に若しくは短い時間内に実現できる。この測定は生体のように時間と共に変化する場合、特に有利である。また、2台のマグネットを運用することによるユーザーの負担を軽減することができる。 For example, NMR micro-imaging and high-resolution NMR spectrum measurement can be realized simultaneously or within a short time within the same magnetic field environment. This measurement is particularly advantageous when it changes over time as in a living body. In addition, the burden on the user due to the operation of the two magnets can be reduced.
本発明のNMR装置は、静磁場中に置かれた試料内の所定の原子核にRFパルスを印加して、その所定時間後に発生するNMR信号を検出する分析装置である。図2に、NMR装置の概念図を示す。ユーザーコンピュータ1は、測定の指示を送受信器12に出し、送受信器12から測定結果を受信し画面に表示する。送受信器12は送受切替え回路5を介し、ラジオ周波数(Radio Frequency、以下RF)信号を超電導マグネット6に挿入されたプローブ7に送信し、プローブ中に置かれた試料の原子核に照射する。前記原子核から発せられる自由誘導減衰信号(FID信号)はプローブ7により検出され、送受切替え回路5を介し前置増幅器8で増幅される。増幅されたFID信号は送受信器12で処理され、ユーザーコンピュータ1で表示される。
The NMR apparatus of the present invention is an analysis apparatus that detects an NMR signal generated after a predetermined time by applying an RF pulse to a predetermined nucleus in a sample placed in a static magnetic field. FIG. 2 shows a conceptual diagram of the NMR apparatus. The user computer 1 issues a measurement instruction to the transmitter /
送受信器12は、測定全般を実時間制御する制御コンピュータ2、送信RF信号を生成する高周波送信器3、送信RF信号を増幅する電力増幅器4を有する。また、前置増幅器8からのFID信号の周波数変換と増幅を行う受信器9、FID信号をディジタル・データに変換するアナログ/ディジタル変換器10、ディジタル化されたFID信号を処理するディジタル信号処理器11を有して構成される。
The transmitter /
本発明では、試料管に入った試料に対し特性の異なる複数のプローブコイルを用いた測定を、一台のマグネットで、しかも少ない手間と短い時間で実施できるNMR装置を実現した。以下、本発明の複数の実施例について説明する。 In the present invention, an NMR apparatus has been realized in which measurement using a plurality of probe coils having different characteristics with respect to a sample contained in a sample tube can be performed with a single magnet, with less labor and in a short time. Hereinafter, a plurality of embodiments of the present invention will be described.
図1は、特性の異なる複数のプローブコイルを実装するNMR装置の構成を示す構成図である。マグネット6は互いに直交する2つの孔28,29を有する。その中でマグネットが作る静磁場に平行するプローブ挿入ボア29の両側からプローブ7と7’を挿入し、前記静磁場に垂直方向の試料挿入ボア28から試料管14を挿入する。
FIG. 1 is a configuration diagram showing a configuration of an NMR apparatus in which a plurality of probe coils having different characteristics are mounted. The
以下では、マグネットの試料挿入ボア28による試料管挿入に適した位置にあるプローブをプローブA、適してない位置にあるプローブをプローブBとする。図1の例では、プローブ7がプローブA、プローブ7’がプローブBである。プローブAとBは各々プローブ移動装置13と13’によりプローブ挿入ボア29に沿って移動でき、少ない手間と短い所要時間で切替えて使うことができる。プローブAとBは各々送受切替え回路5と5’に繋がる。送受信器12から出力されたRF信号は、スイッチ15を介し、測定に適した位置に置かれたプローブ(以下、プローブA)に繋がった送受切替え回路5へ送信される。
Hereinafter, a probe at a position suitable for sample tube insertion by the sample insertion bore 28 of the magnet is referred to as a probe A, and a probe at an unsuitable position is referred to as a probe B. In the example of FIG. 1, the
一方、プローブAで検出されたFID信号は、送受切替え回路5から前置増幅器8で増幅された後にスイッチ15を介し送受信器12に受信される。FID信号が前置増幅器8を経由してスイッチ15を通過する構成により、スイッチ15によるS/Nの劣化は最小化できる。
On the other hand, the FID signal detected by the probe A is amplified by the
図1で示した構成の他に、送受切替え回路5と前置増幅器8を1つに統合するとともに、スイッチ15を送受切替え回路5とプローブAおよびBの間に配置する構成も可能である。この構成は装置構成が単純になる長所を持つため、S/Nの劣化が問題にならない場合に有効である。雑音指数の小さいスイッチ15を用いることができれば、この構成は更に有効であることは言うまでもない。
In addition to the configuration shown in FIG. 1, it is possible to integrate the transmission /
図3は、本発明の実施例1によるプローブ切替えにおける主な手順を示すフローチャートである。また、図4は、図3に示した手順の中で試料管とプローブの状態を示す概念図である。 FIG. 3 is a flowchart showing a main procedure in probe switching according to the first embodiment of the present invention. FIG. 4 is a conceptual diagram showing the state of the sample tube and the probe in the procedure shown in FIG.
プローブ切替え開始時、NMR装置は試料管14がプローブAの試料受入孔の中に存在するか感知し(101)、試料管の有無を記憶装置に記録する。図4(a)は試料管14が試料受入孔中に存在する状態を示す。試料管14が存在する場合は(102)、試料管排出手段を用い試料管14をプローブAの試料受入孔外に排出する(103)。試料管排出後の状態を図4(b)に示す。試料管排出手段は、例えば、試料導入出用ガス、非磁性のロボット・アームなどがある。
At the start of probe switching, the NMR apparatus senses whether the
試料管が存在しなかった場合かもしくは試料管排出が終了したら、プローブAを移動させる(104)。次にプローブBを、その試料受入孔とマグネットの試料挿入ボア28が一致するように、移動させる(105)。2つのプローブ間の距離は、各プローブ筐体の長さと測定空間の電気的、磁気的、熱的、流体力学的カップリングを考慮して決める。 When the sample tube does not exist or when the sample tube discharge is completed, the probe A is moved (104). Next, the probe B is moved so that the sample receiving hole and the sample insertion bore 28 of the magnet coincide with each other (105). The distance between the two probes is determined taking into account the length of each probe housing and the electrical, magnetic, thermal and hydrodynamic coupling of the measurement space.
図4(c)にプローブAとBの移動が終了した後の状態を示す。この状態では、前記の定義によりプローブ7’が新たなプローブAとなり、プローブ7が新たなプローブBとなる。
FIG. 4C shows a state after the movement of the probes A and B is completed. In this state, the probe 7 'becomes a new probe A and the
次に、記憶装置の記録を参照し、初期状態で試料管が挿入されてあった場合(106)は、新たなプローブAに前記試料管排出手段を用いて試料管14を挿入し(107)、プローブ切替え手順を終了する。図4(d)に新たなプローブAに試料管を挿入した後の状態を示す。もし、初期状態で試料管が挿入されてなかった場合は、試料管を挿入することなく、プローブBの移動が終了した時点でプローブ切替え手順を終了する。ただし、最後の試料管挿入操作は、ユーザーの指示により初期状態での試料管有無に係わらず実施是非を決めることができる。
Next, referring to the record in the storage device, if the sample tube has been inserted in the initial state (106), the
プローブ切替え操作は、ユーザーが図2に示したユーザーコンピュータ1を経由し制御コンピュータ2にプローブ切替えを指示することにより開始される。この指示はユーザーがインターラクティヴに行うか、予め用意したプログラムにより行うことができる。なお、プローブ切替え操作の終了は制御コンピュータ2により確認され、予めユーザーにより設定された次の操作を行うことができる。例えば、新たなプローブを用いた測定を自動的に開始することができる。
The probe switching operation is started when the user instructs the
図5は、実施例1によるプローブおよびマグネットの詳細を示す断面図である。マグネット6は互いに直交する試料挿入ボア28とプローブ挿入ボア29を有する。また、試料挿入ボア28の対面には温度調整用ガス導入ボア26がある。
FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating details of the probe and the magnet according to the first embodiment. The
温度調整用ガス導入ボア26と試料挿入ボア28およびプローブ挿入ボア29が交差する領域は、マグネット6が作る静磁場が最も強くなる磁場中心領域であり、NMR測定はこの磁場中心領域で行われる。磁場中心領域の付近には電磁石の役割をするシムコイル31を配置し、シムコイル31に流す電流量を変えることで磁場の均一性を向上させる。シムコイル31に電流を供給するため、シムコイル給電線32をプローブ挿入ボア29の縁側を通じてマグネット6の外部まで引き出す。
The region where the temperature adjusting gas introduction bore 26 intersects with the sample insertion bore 28 and the probe insertion bore 29 is a magnetic field central region where the static magnetic field created by the
プローブ挿入ボア29の両側からプローブA(7)とプローブB(7’)を挿入する。図5の例では、プローブAがプローブコイル21を低温容器27の中に格納した低温プローブであるが、プローブAは低温プローブでなくてもよい。プローブAとBは、プローブ取り付け装置13、13’を介してマグネット6に取り付けられる。プローブ取り付け装置13の機能は後述する。
Probes A (7) and B (7 ') are inserted from both sides of the probe insertion bore 29. In the example of FIG. 5, the probe A is a low-temperature probe in which the
プローブAの試料受入孔18はマグネットの試料挿入ボア28と一致して、試料挿入ボア28から試料管14が挿入される。ここで、試料受入孔18はプローブの中心線に対し垂直方向に形成されている。
The
試料管14には試料導入出と試料回転のためにスピナ20が取付けられる。スピナ20に隣接して軸受け16を設置する。軸受け16は、試料挿入ボア28の外縁に設けられた試料駆動用ガス流路17を通じて送られる試料駆動用ガスをスピナ20に向けて噴出し、試料の導入出と回転を実現する。
A
試料駆動用ガス流路17はプローブ挿入ボア29に対し片側(図では上側)だけに形成し、プローブ挿入ボア29内におけるプローブ移動状況とは関係なく試料駆動を保証する。この構成により、プローブ移動中に試料管14を試料挿入ボア28の中で安定に保つことができるので、試料管14を試料挿入ボア28の外部に取り出す場合に比べ、単純な装置構成で効率的な測定が可能になる。
The sample driving gas channel 17 is formed only on one side (the upper side in the figure) with respect to the probe insertion bore 29, and the sample driving is ensured irrespective of the probe moving state in the probe insertion bore 29. With this configuration, the
軸受け16の近くに配置された試料管センサー19は、図3に示した試料管有無感知操作を行う。
The
プローブA(7)とB(7’)は各々プローブ挿入ボア29に直交する試料受入孔18と18’を有し、試料受入孔18と18’の周辺にはプローブ筐体を間に挟んでプローブコイル21と21’が配置される。図5に示す例ではプローブ7と7’が各々1つのソレノイド型プローブコイルを有している。実装可能なプローブコイルの形状は鞍型か鳥篭型もしくはその変形型なども良い。また、プローブコイルの数を2つ以上にしてもよい。
Probes A (7) and B (7 ') each have
プローブコイル21と21’は調整回路22と22’に各々繋がる。調整回路22と22’はプローブコイル21と21’の特性インピーダンスと共鳴周波数を予め決めた値に合わせる機能を持つ。調整回路22と22’は同軸ケーブル23と23’を通じて外部接続端子24と24’に繋がる。図1に示した送受切替え回路5、5’は外部接続端子24および24’に連結される。低温プローブであるプローブAは、調整回路22と外部接続端子24の間に、低温前置増幅器25を有する。
Probe coils 21 and 21 'are connected to adjusting
図6は、実施例1によるプローブとプローブ移動装置を示す断面図である。プローブ7’(プローブ7も同じ)は、図5に示したシムコイル31に挿入される部分と挿入されない部分とで直径が異なる。シムコイル31に挿入されない部分には2つ若しくはそれ以上のプローブ溝42があり、プローブ溝42を通してシムコイル給電線32をマグネットの外部に引き出す。プローブ溝42は、温度調整用ガスボア26と試料駆動用ガス流路28からプローブ挿入ボア29に入るガスをマグネット6の外部に排出する機能も果たす。プローブ支持部41は、プローブ7’がプローブ挿入ボア29の中で、ぶれることを防止するガイドである。なお、プローブ溝42はプローブ7と7’の1つだけに設けてもよいし、2つに設けてもよい。
FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating the probe and the probe moving device according to the first embodiment. The diameter of the probe 7 '(same for the probe 7) is different between a portion inserted into the
プローブ移動装置13は取り付け用板状材34を用いてマグネット6と取り付けられる。プローブ7’(プローブ7も同じ)はプローブ固定部37でプローブ移動装置13に取り付けられる。取り付け用板状材34はプローブ移動レール35でプローブ移動装置本体36と繋がっている。プローブ移動レール35はプローブ固定部37を貫通し、プローブ固定部37はプローブ7’を取り付けてプローブ移動レール35に沿って移動することができる。プローブ固定部37にはプローブ駆動軸38が固定されていて、プローブ固定部37とプローブ移動装置本体36との間隔はプローブ駆動軸38を用いて調整できる。プローブ駆動軸38を調整するプローブ駆動部39はプローブ移動装置本体36に設定される。プローブ移動装置本体36には、また、プローブ位置検出センサー40も実装される。
The
図7は、本発明の実施例1を用いた測定方法の1例を示すフローチャートである。低温プローブとイメージング用常温プローブを用い、プローブ(若しくはコイル)を短時間に切替えながら交互に測定する。なお、図中の「コイル切替え」の部分は本発明の実施例2の構成に係わることであり後述する。 FIG. 7 is a flowchart showing an example of a measurement method using Example 1 of the present invention. Using a low-temperature probe and a room temperature probe for imaging, the probe (or coil) is alternately measured while being switched in a short time. The “coil switching” portion in the figure relates to the configuration of the second embodiment of the present invention and will be described later.
図7に示した測定方法は、例えば、メタボロミクス(metabolomics)やメタボノミクス(metabonomics)などの生体試料を用いた研究に応用できる。常温プローブを用いるイメージングにより、細胞内の特定部位における代謝物の濃度を測定し、素早く低温プローブに切替えて低い濃度の代謝物を測定する。時間と共に変化する生体の特性から、イメージングと分光は、できるだけ短い時間内にまた同じ環境で行うことが望ましい。このように、本発明は上記のような応用に極めて適している。なお、生体試料の他でも、時間と共に変化する試料であって試料中の物質分布と分光スペクトルを取る場合において、本発明の測定方法が有効であることは言うまでもない。 The measurement method shown in FIG. 7 can be applied to research using biological samples such as metabolomics and metabonomics. By imaging using a room temperature probe, the concentration of a metabolite at a specific site in a cell is measured, and a low temperature metabolite is measured by quickly switching to a low temperature probe. Due to the characteristics of living organisms that change with time, it is desirable to perform imaging and spectroscopy within the shortest possible time and in the same environment. Thus, the present invention is extremely suitable for the above applications. Needless to say, the measurement method of the present invention is effective when the sample is a sample that changes with time in addition to a biological sample and the substance distribution in the sample and the spectrum are taken.
図8は、本発明の実施例1を用いた別の測定方法を示すフローチャートである。プローブは、低感度核測定用の低温プローブと水素(1H)核測定用の常温プローブを用いる。低感度核とは、例えば、炭素同位体(13C)核、窒素同位体(15N)核などがある。上記のプローブを切替えながら交互に測定する。このような測定方法は、低感度核のFID信号と1H核のFID信号を取得する測定方法として有効である。この測定方法は、特に、尿などの生体代謝物の測定でその効果が大きい。 FIG. 8 is a flowchart showing another measurement method using Example 1 of the present invention. As the probe, a low temperature probe for low sensitivity nuclear measurement and a room temperature probe for hydrogen (1H) nucleus measurement are used. Examples of the low-sensitivity nucleus include a carbon isotope (13C) nucleus and a nitrogen isotope (15N) nucleus. The measurement is performed alternately while switching the above probes. Such a measuring method is effective as a measuring method for acquiring the FID signal of the low sensitivity nucleus and the FID signal of the 1H nucleus. This measurement method is particularly effective in measuring biological metabolites such as urine.
13Cや15Nなどは自然存在量が少なく、FID信号の強度を上げるために試料中の12Cや14Nを13Cや15Nに置換する同位体置換手法が使われる。しかし、尿などの生体代謝物を測定する場合は、前記同位体置換手法は使わずに少ない自然存在量のまま測定することが多い。このため、感度の高い低温プローブが好まれる。本発明の測定方法によれば、尿などの体液を試料管に入れ、2つの特性の異なるプローブで交互に測定を行うことで、より多量の情報を得ることができる。 13C, 15N, etc. have a small amount of natural abundance, and an isotope replacement method is used in which 12C, 14N in the sample is replaced with 13C, 15N in order to increase the intensity of the FID signal. However, when measuring biological metabolites such as urine, measurement is often performed with a small natural abundance without using the isotope substitution method. For this reason, a highly sensitive low temperature probe is preferred. According to the measurement method of the present invention, a larger amount of information can be obtained by putting a body fluid such as urine into a sample tube and performing measurement alternately with two probes having different characteristics.
例として示した13Cは低温プローブで、1Hは常温プローブで測定する構成である。弱い13CのFID信号は低温プローブで測定する一方、強い1HのFID信号は常温プローブで測定することでradiation dampingを避けることができる。Radiation dampingは、FID信号によりプローブコイルに誘導された電流が大きい場合、その電流が更に試料核に影響を与え核スピンの運動を乱す現象であり、特に低温プローブで1H核を測定する際に現れNMR測定に悪影響を与える。試料が生体代謝物であるため、13Cの測定と1Hの測定は、できるだけ短時間内に同じ環境で行うことが好ましい。本発明のNMR装置および測定方法を用いることで、この条件は満たされる。 As an example, 13C is a low-temperature probe, and 1H has a configuration in which measurement is performed with a room temperature probe. A weak 13C FID signal is measured with a low temperature probe, while a strong 1H FID signal is measured with a room temperature probe to avoid radiation damping. Radiation damping is a phenomenon in which when the current induced in the probe coil by the FID signal is large, the current further affects the sample nucleus and disturbs the movement of the nuclear spin, and appears particularly when measuring 1H nuclei with a low temperature probe. It adversely affects NMR measurement. Since the sample is a biological metabolite, the measurement of 13C and the measurement of 1H are preferably performed in the same environment within as short a time as possible. This condition is satisfied by using the NMR apparatus and measurement method of the present invention.
実施例1の別の形として、マグネット6が複数の試料挿入ボア28を有する構成がある。この構成の場合、複数の試料挿入ボア28はプローブ挿入ボア29の軸に向けて放射状に配置される。複数の試料挿入ボア28を有するこの構成では、試料挿入ボア毎に異なる試料管を挿入しておき、プローブをプローブ挿入ボア29に挿入した状態で回転させることで、ユーザーが選択した試料管内の試料を計ることができる。
As another form of the first embodiment, there is a configuration in which the
次に、複数のプローブコイルを実装すると言う、本発明の目的を達成する別の実施例を説明する。 Next, another embodiment for achieving the object of the present invention, which is to mount a plurality of probe coils, will be described.
図9は実施例2によるNMR装置の構成図である。試料挿入ボア28とプローブ挿入ボア29を有するマグネット6に、プローブ挿入ボア29の片側からプローブ7を挿入する。プローブ7は、試料受入孔18を2つ若しくは3つ以上有し、試料受入孔18の方向はマグネット6が作る静磁場に垂直の方向である。以下では、マグネットの試料挿入ボア28による試料管挿入に適した位置にあるプローブコイルをコイルA、適してない位置にある全てのプローブコイルをコイルBとする。
FIG. 9 is a block diagram of the NMR apparatus according to Example 2. The
プローブコイルAの切替えは、プローブ7に取り付けたプローブ移動装置13により、少ない手間と短い所要時間で実現できる。コイル切替えの手順は、図3に示した実施例1の手順から“プローブA移動”と“プローブB移動”を統合し“プローブ移動”にすれば良い。
The switching of the probe coil A can be realized with less effort and a short time by the
なお、送受切替え回路5からユーザーコンピュータ1までのNMR装置の構成は、実施例1による構成と等しい。図1に示したようにスイッチ15を別途設けてもよいことは言うまでもない。また、図7と図8で提示した実施例1による測定方法は実施例2でも同等に適用できる。
The configuration of the NMR apparatus from the transmission /
図10は、実施例2によるプローブおよびマグネットの詳細を示す断面図である。図5に示した実施例1の断面図との違いは、プローブ7の中に2つ以上のプローブコイルおよび付属回路が実装される点である。
FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating details of the probe and the magnet according to the second embodiment. The difference from the cross-sectional view of the first embodiment shown in FIG. 5 is that two or more probe coils and attached circuits are mounted in the
図10の構成において、プローブ7は2つのプローブコイル21と21’を有し、プローブコイル21は低温容器27の中に入れられて摂氏0度以下に冷却される。プローブコイル21と21’には、各プローブコイルの特性インピーダンスと共鳴周波数を調整する調整回路22と22’が付属する。また、低温のプローブコイル21には低温前置増幅器25も付属する。
In the configuration of FIG. 10, the
低温プローブコイル21と常温プローブコイル21’を1つのプローブ7内に実装する場合、図示の如く低温プローブコイル21を常温プローブコイル21’よりプローブ挿入口に近くする構造が冷却機構の面で好ましい。
When the low
実施例2によるNMR装置は実施例1にくらべて、プローブを挿入するために必要な空間が半分になる利点がある。実施例2によるNMR装置は、図9で明らかなように、プローブ挿入ボア29の片側にプローブ筐体の長さ以上の空間がマグネット6の外部にあれば、プローブを挿入できる。一方、図1で示した実施例1によるNMR装置は、プローブ挿入ボアの両側にプローブ筐体の長さ以上の空間が必要である。従って、実施例2は実施例1よりも空間活用の面で利点がある。
Compared to Example 1, the NMR apparatus according to Example 2 has the advantage that the space required for inserting the probe is halved. As is apparent from FIG. 9, the NMR apparatus according to the second embodiment can insert a probe if a space longer than the length of the probe housing is outside the
実施例2によるNMR装置はプローブ切替え手順においても、実施例1によるNMR装置より有利である。実施例1では、2つのプローブを切替えるため、図3に示したように、プローブ間の衝突を回避するため少なくても2段階以上の移動操作が必要である。しかし、実施例2では、衝突の危険がないため、プローブ移動操作は最小1段階でも実現できる。 The NMR apparatus according to Example 2 is more advantageous than the NMR apparatus according to Example 1 in the probe switching procedure. In the first embodiment, since two probes are switched, as shown in FIG. 3, at least two stages of movement operations are necessary to avoid a collision between the probes. However, in the second embodiment, since there is no danger of collision, the probe moving operation can be realized at least in one stage.
実施例2によるNMR装置は、更に実装できるプローブコイルの数においても、実施例1によるNMR装置より有利である。実施例2のNMR装置は、プローブ内の実装方法により3つ以上のプローブコイルを実装できる。しかし、実施例1のNMR装置の如く、プローブコイル1個を実装したプローブを2個用いる場合は、実装できるプローブコイルは実装方法にかかわらず最大2個である。 The NMR apparatus according to the second embodiment is more advantageous than the NMR apparatus according to the first embodiment in terms of the number of probe coils that can be further mounted. The NMR apparatus of Example 2 can mount three or more probe coils by the mounting method in the probe. However, when using two probes mounted with one probe coil as in the NMR apparatus of the first embodiment, a maximum of two probe coils can be mounted regardless of the mounting method.
しかし、実施例2によるNMR装置は、プローブの内部構造が複雑になるため製作性の面で、実施例1によるNMR装置より不利である。 However, the NMR apparatus according to Example 2 is disadvantageous in comparison with the NMR apparatus according to Example 1 in terms of manufacturability because the internal structure of the probe is complicated.
特性の異なる複数のプローブコイルを一つのプローブ実装した実施例2と類似した構成は、特許文献4に開示されている。しかし、特許文献4記載の公知例はその目的と構成で実施例2と異なる。実施例2の目的は特性の異なるプローブコイルを迅速に切替えて用いることであり、特許文献4の目的である複数試料の同時測定とは異なる。
A configuration similar to the second embodiment in which a plurality of probe coils having different characteristics are mounted as one probe is disclosed in
また、実施例2は試料管の軸とプローブ中心線が平行しない。しかし、特許文献4は試料管の軸とプローブの軸とが平行する。このため、実施例2の構成では、複数のプローブコイル間に十分な距離を置くことができ、例えば低温プローブコイルと常温プローブコイルのように、特性の異なるプローブコイルを実装できる。また、プローブ移動装置により測定に用いるプローブコイルを磁場均一度のよい空間に簡単に移動させることができ、磁場均一度による実装空間の制約もない。一方、特許文献4の構成では、測定に必要な磁場均一度を有する空間の広さにより複数のプローブコイルを実装する空間が制約されるため、プローブコイル実装の面で実施例2に比べ不利である。また、特許文献4の図6に開示された構成は、プローブの直径がプローブコイル実装の制約条件として加わるため、実施例2に比べ、より不利である。
In the second embodiment, the axis of the sample tube and the probe center line are not parallel. However, in
図11は、特性の異なる複数のプローブコイルを実装すると言う本発明の目的を達成する別の実施例を示す。実施例3は、図1および図9と比べると明らかであるように、実施例1と実施例2の構成を統合して実施したNMR装置である。 FIG. 11 shows another embodiment that achieves the object of the present invention to mount a plurality of probe coils having different characteristics. Example 3 is an NMR apparatus implemented by integrating the configurations of Example 1 and Example 2 as is clear when compared with FIGS. 1 and 9.
試料挿入ボア28とプローブ挿入ボア29を有するマグネット6に、プローブ挿入ボア29の両側からプローブ7、7’を挿入する。プローブ7、7’は、試料受入孔18を2つ以上有し、試料受入孔18の方向はマグネット6が作る静磁場に垂直の方向である。
実施例3は、プローブ内部構造を複雑にすることなく、より多くのプローブコイルを実装できる点で、実施例1および実施例2より有利である。実施例3によるNMR装置は、低温プローブコイルを用いる場合、特に有効である。低温プローブコイルを用いるためには、プローブコイルを冷却する構造をプローブ筐体内に実装する場合が多い。冷却構造を実装したプローブの内部に更に複数のプローブコイルとその調整回路を実装することは、不可能ではないが、困難である。低温プローブコイルを用いる場合は、2つのプローブをプローブ挿入ボアに挿入するとよい。一方のプローブは1つの低温プローブコイルを実装した低温プローブとし、他方のプローブは複数の常温プローブコイルを実装すると、低温プローブコイルと常温プローブコイルを組み合わせた多様な測定が可能になる。 The third embodiment is more advantageous than the first and second embodiments in that more probe coils can be mounted without complicating the probe internal structure. The NMR apparatus according to Example 3 is particularly effective when a low temperature probe coil is used. In order to use a low temperature probe coil, a structure for cooling the probe coil is often mounted in the probe housing. It is difficult, if not impossible, to mount a plurality of probe coils and their adjustment circuits inside the probe on which the cooling structure is mounted. When using a low temperature probe coil, two probes may be inserted into the probe insertion bore. When one probe is a low-temperature probe mounted with one low-temperature probe coil and the other probe is mounted with a plurality of room temperature probe coils, various measurements can be performed by combining the low-temperature probe coil and the room temperature probe coil.
一方、実施例3によるNMR装置はプローブ切替え手順において、プローブ間の衝突を回避するため図3に示したように、少なくても2段階以上の移動操作が必要である。この点は、実施例2における操作より複雑であり、実施例3の不利な点である。 On the other hand, in the probe switching procedure, the NMR apparatus according to Example 3 requires at least two stages of moving operations as shown in FIG. 3 in order to avoid collision between probes. This point is more complicated than the operation in the second embodiment and is a disadvantage of the third embodiment.
図12は、特性の異なる複数のプローブコイルを実装すると言う本発明の目的を達成する更に別の実施例を示す。 FIG. 12 shows still another embodiment that achieves the object of the present invention to mount a plurality of probe coils having different characteristics.
試料挿入ボア28とプローブ挿入ボア29を有するマグネット6に、プローブ挿入ボア29の片側からプローブ7を挿入する。プローブ7は、マグネット6が作る静磁場に垂直の試料受入孔18を有する。プローブ7は、試料受入孔の他にフロー測定空間61を有し、試料受入孔18の底からフロー測定空間61の間は試料循環回路60により連結される。試料受入孔18に挿入された試料容器51の中にある試料は、試料受入孔18の周りに設けたプローブコイルを用いて測定される。また、試料容器51の中にある液状物質は試料循環回路60を用いて輸送されフロー測定空間61でも測定される。
The
図13はプローブおよびマグネットの一部をより詳細に示す断面図である。実施例4の試料挿入ボア28は、マグネット6の磁場中心から離れた位置に設けられる。マグネット6の磁場中心には、フロー測定空間61を設ける。実施例4の構成によれば、プローブ7を移動させることなく、2つ以上のプローブコイルを用いた測定が同時的に可能である。
FIG. 13 is a sectional view showing a part of the probe and magnet in more detail. The sample insertion bore 28 of the fourth embodiment is provided at a position away from the magnetic field center of the
試料受入孔18の周辺にはプローブコイル21’が設けられ、試料容器51の中にある試料52を測定する。試料受入孔18の底には試料進行流路54と試料帰還流路55が設けられ、試料容器51が挿入された際に試料容器51の底にある試料循環回路弁53と結合されて試料循環回路60を構成する。試料循環回路60は試料循環回路弁53と試料進行流路54、試料帰還流路55、試料循環器56により構成される。
A
試料容器51の中におかれた試料52から放出された液状物質は、試料循環回路弁53を通じて試料進行流路54に入る。試料進行流路54は低温容器27の中に置かれた低温プローブコイル21の中を通過する。液状物質が試料進行流路54の中で低温プローブコイル21を通過する際に、低温プローブコイル21を用いた測定が行われる。シムコイル31は、プローブコイル21と21’を囲んで配置される。液状物質は、試料循環回路60の動力を提供する試料循環器56の中で、試料帰還流路55に入り試料循環回路弁53を通じて試料容器51の中に戻る。試料循環器56は試料循環器制御線57により動力と制御信号を受けて、試料循環器端子58を通して外部と繋がる。
The liquid substance released from the
なお、図12の試料循環回路60は閉回路であるが、帰還流路を持たず進行流路を流れた液状物質がそのままプローブ7の外部に排出される構成も可能である。マグネットの試料挿入ボア28には、外場導入機構59を取り付け試料52に自由に外場を与えることができる。外場は、例えば、光や化学物質、音波、超音波などがある。
12 is a closed circuit, a configuration in which the liquid substance that does not have a return flow path and flows through the traveling flow path is directly discharged to the outside of the
実施例4によるNMR装置の使用方法の1つは薬物開発である。例えば、ネズミなどの生体試料を試料容器51に入れて試料挿入ボア28を通じてプローブの試料受入孔18に挿入する。そして、外場導入機構59を用い薬物を投与する。イメージング用コイルをプローブコイル21’として用いて生体試料中の薬物分布イメージを取得すると同時に、試料循環回路弁を通して輸送した生体試料の尿などの代謝物を低温コイル21で測定する。このような測定方法を実施すれば、生体試料の中の薬物分布を得ると同時に、生体試料の代謝物中の物質量を得ることが可能となり、薬物開発の効率を向上できる。
One method of using the NMR apparatus according to Example 4 is drug development. For example, a biological sample such as a mouse is placed in the
実施例4によるNMR装置の使用方法の他の例は植物の代謝研究である。例えば、稲を試料52として試料容器51の中で栽培する。光や肥料などを外場導入機構59から与えながらイメージングと代謝物質のスペクトル測定を同時に行うことで、稲の生長メカニズムを分子生物学のレベルで捕らえることができる。
Another example of how to use the NMR apparatus according to Example 4 is plant metabolism studies. For example, rice is grown as a
本発明によれば、1台のマグネットに1以上のプローブコイルを設置した少なくても2つ以上のプローブを挿入することができ、試料挿入の他に外場導入などにも利用できる試料挿入ボアを備える。これによって、NMR測定と他の測定、例えば質量分光や赤外線分光、クロマトグラフィとを同時に若しくは迅速に連動して行うような用途にも適用できる。 According to the present invention, at least two or more probes having one or more probe coils installed in one magnet can be inserted, and a sample insertion bore that can be used for introducing an external field in addition to inserting a sample. Is provided. Accordingly, the present invention can be applied to applications in which NMR measurement and other measurements such as mass spectroscopy, infrared spectroscopy, and chromatography are performed simultaneously or in conjunction with each other.
1…ユーザーコンピュータ、2…制御コンピュータ、3…高周波送信器、4…電力増幅器、5…送受切替え回路、6…超電導マグネット、7…プローブ、8…前置増幅器、9…受信器、10…アナログ/ディジタル変換器、11…ディジタル信号処理器、12…送受信器、13…プローブ移動装置、14…試料管、15…スイッチ、16…軸受け、17…試料駆動用ガス流路、18…試料受入孔、19…試料センサー、20…スピナ、21…プローブコイル、22…調整回路、23…同軸ケーブル、24…端子、25…低温前置増幅器、26…温度調整用ガス流路、27…低温容器、28…試料挿入ボア、29…プローブ挿入ボア、31…シムコイル、32…シムコイル給電線、34…プローブ移動装置取り付け用板状材、35…プローブ移動レール、36…プローブ移動装置本体、37…プローブ固定部、38…プローブ駆動軸、39…プローブ駆動部、40…プローブ位置検出センサー、41…プローブ支持部、42…プローブ溝、51…試料容器、52…試料、53…試料循環回路弁、54…試料進行流路、55…試料帰還流路、56…試料循環器、57…試料循環器制御線、58…試料循環器端子、59…外場導入機構、60…試料循環回路、61…フロー測定空間。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... User computer, 2 ... Control computer, 3 ... High frequency transmitter, 4 ... Power amplifier, 5 ... Transmission / reception switching circuit, 6 ... Superconducting magnet, 7 ... Probe, 8 ... Preamplifier, 9 ... Receiver, 10 ... Analog / Digital converter, 11 ... Digital signal processor, 12 ... Transmitter / receiver, 13 ... Probe moving device, 14 ... Sample tube, 15 ... Switch, 16 ... Bearing, 17 ... Sample drive gas channel, 18 ... Sample receiving hole , 19 ... Sample sensor, 20 ... Spinner, 21 ... Probe coil, 22 ... Adjustment circuit, 23 ... Coaxial cable, 24 ... Terminal, 25 ... Low temperature preamplifier, 26 ... Temperature adjustment gas flow path, 27 ... Low temperature container, 28 ... Sample insertion bore, 29 ... Probe insertion bore, 31 ... Shim coil, 32 ... Shim coil feeder, 34 ... Plate member for attaching probe moving device, 35 ... Probe transfer Rail, 36 ... probe moving device main body, 37 ... probe fixing portion, 38 ... probe driving shaft, 39 ... probe driving portion, 40 ... probe position detection sensor, 41 ... probe support portion, 42 ... probe groove, 51 ... sample container, 52 ... Sample, 53 ... Sample circulation circuit valve, 54 ... Sample travel channel, 55 ... Sample return channel, 56 ... Sample circulator, 57 ... Sample circulator control line, 58 ... Sample circulator terminal, 59 ... External field Introduction mechanism, 60 ... sample circulation circuit, 61 ... flow measurement space.
Claims (13)
前記マグネットに2つ以上の孔を設け、その中で少なくても2つの孔が互いに直交し、前記互いに直交する孔のうち1つの孔であるプローブ挿入ボアがマグネットを貫通するように成し、前記プローブは試料受入孔と信号検出コイルからなる測定空間をプローブ中心線に対して垂直に設け、前記互いに直交する孔のうち前記プローブ挿入ボアに直交する他の1つの孔を試料挿入ボアとし、前記マグネットを貫通する前記プローブ挿入ボアの両端から2つの前記プローブを挿入するように構成し、前記試料挿入ボアに試料挿入の有無を検出するセンサーを設け、前記プローブが前記プローブ挿入ボア内で移動するための移動装置を前記プローブと前記マグネットに取り付けると共に、
前記プローブ挿入ボアと直交する前記試料挿入ボアに試料管導入出用のガス流路を設け、前記試料管導入出用のガス流路は前記プローブ中心線より片側のみに形成し、前記試料挿入ボアに試料回転及び試料導入出用のガス流路を設け、かつ前記プローブの少なくても1つには、その外周部に1つ若しくは複数の溝を設け、シムコイルの給電線および温度調整用ガスを挿通させることを特徴とするNMR装置。 In an NMR apparatus consisting of a magnet, a probe, and a measurement console,
Two or more holes are provided in the magnet, and at least two of the holes are orthogonal to each other, and a probe insertion bore that is one of the orthogonal holes penetrates the magnet. The probe is provided with a measurement space composed of a sample receiving hole and a signal detection coil perpendicular to the probe center line, and the other one of the holes orthogonal to the probe insertion bore is a sample insertion bore. Two probes are inserted from both ends of the probe insertion bore penetrating the magnet, a sensor for detecting the presence or absence of sample insertion is provided in the sample insertion bore, and the probe moves in the probe insertion bore Attaching a moving device to the probe and the magnet ,
A gas passage for introducing / extracting a sample tube is provided in the sample insertion bore orthogonal to the probe insertion bore, and the gas passage for introducing / extracting the sample tube is formed only on one side of the probe center line, and the sample insertion bore A gas flow path for sample rotation and sample introduction / extraction, and at least one of the probes is provided with one or a plurality of grooves on the outer periphery thereof, so that the power supply line of the shim coil and the temperature adjusting gas are provided. An NMR apparatus characterized by being inserted .
前記マグネットに2つ以上の孔を設け、その中で少なくても2つの孔が互いに直交し、前記互いに直交する孔のうち1つの孔であるプローブ挿入ボアがマグネットを貫通するように成し、前記プローブは試料受入孔と信号検出コイルからなる測定空間をプローブ中心線に対して垂直に設け、前記互いに直交する孔のうち前記プローブ挿入ボアに直交する他の1つの孔を試料挿入ボアとし、前記マグネットを貫通する前記プローブ挿入ボアの両端から2つの前記プローブを挿入するように構成し、前記試料挿入ボアに試料挿入の有無を検出するセンサーを設け、前記プローブが前記プローブ挿入ボア内で移動するための移動装置を前記プローブと前記マグネットに取り付けると共に、
前記プローブは試料受入孔と信号検出用コイルから成る第1の測定区間をプローブ中心線に対し垂直方向に設けると共に、別の信号検出用コイルから成る第2の測定空間を設け、第1の測定空間と第2の測定空間を流路で連結し、第1の測定空間に挿入した試料受入孔に前記試料挿入ボアから挿入される試料を第2の測定空間でも測定可能に構成したことを特徴とするNMR装置。 In an NMR apparatus consisting of a magnet, a probe, and a measurement console,
Two or more holes are provided in the magnet, and at least two of the holes are orthogonal to each other, and a probe insertion bore that is one of the orthogonal holes penetrates the magnet. The probe is provided with a measurement space composed of a sample receiving hole and a signal detection coil perpendicular to the probe center line, and the other one of the holes orthogonal to the probe insertion bore is a sample insertion bore. Two probes are inserted from both ends of the probe insertion bore penetrating the magnet, a sensor for detecting the presence or absence of sample insertion is provided in the sample insertion bore, and the probe moves in the probe insertion bore Attaching a moving device to the probe and the magnet ,
The probe is provided with a first measurement section composed of a sample receiving hole and a signal detection coil in a direction perpendicular to the probe center line, and a second measurement space composed of another signal detection coil. The space and the second measurement space are connected by a flow path, and the sample inserted from the sample insertion bore into the sample receiving hole inserted in the first measurement space can be measured in the second measurement space. An NMR apparatus.
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