JP4851265B2 - 冷却式ｎｍｒプローブヘッド及びこれを備えたｎｍｒ分析装置 - Google Patents

Description

本発明は、化学分析などに用いられるＮＭＲ（Nuclear Magnetic Resonance：核磁気共鳴）分析装置においてＮＭＲ信号の検出を行うための冷却式ＮＭＲプローブヘッドに関するものである。

ＮＭＲ信号を検出する手段として、ＮＭＲ用アンテナコイルを備えたＮＭＲプローブヘッドが知られている。前記ＮＭＲ用アンテナコイルは、一般に筒状をなし、その内側に挿入されたサンプルに高周波（ＲＦ：Radio Frequency）パルスを照射し、その照射から一定時間経過後に前記サンプルから放出される磁気共鳴信号をピックアップする。しかし、このようにして検出されるＮＭＲ信号は微弱なため、その検出感度の向上が要求される。

そのための方法として、前記アンテナコイルをヘリウム等の冷媒を用いて極低温まで冷却することにより熱雑音を減らす技術が開発されている。前記ＮＭＲ信号のＳ／Ｎ比（ＳＮＲ）は、次式（１）に示されるようにアンテナコイルの温度Ｔｃと抵抗値Ｒｃの積を含む値の平方根に反比例するので、前記アンテナコイルを冷却することはＮＭＲ信号の検出感度の著しい向上をもたらす。

ＳＮＲ∝１／√［Ｔ_ｃＲ_ｃ＋Ｔ_ｓＲ_ｓ＋Ｔ_ａ（Ｒ_ｃ＋Ｒ_ｓ）^２］ （１）
ここで、Ｔｓは測定対象となるサンプルの温度、Ｒｓは同サンプルの有効抵抗値、Ｔａは信号を増幅させるためのプリアンプの温度である。

前記アンテナコイルを冷却する手段として、下記特許文献１は、前記アンテナコイルを支持する円筒状の熱伝導体と、ＧＭ冷凍機により冷却されたヘリウムガスが導入される熱交換器とを具備するプローブヘッドを開示する。具体的に、この特許文献１の図２は、前記熱伝導体の下端が前記熱交換器の上面に立直状態で結合された構造を示している。
米国特許出願公開第２００４／０００４４７８号明細書及び図面

前記（１）式から明らかなように、ＮＭＲ信号のＳ／Ｎ比の向上のためには、前記アンテナコイルの温度が極力低いことが望ましい。しかし、従来の冷却式ＮＭＲプローブヘッドでは、アンテナコイルを冷却するのに限界があった。

本発明は、このような事情に鑑み、アンテナコイルの温度を有効に低下させてＮＭＲ信号の検出感度を高めることが可能な冷却式ＮＭＲプローブヘッド及びこれを備えたＮＭＲ分析装置を提供することを目的としている。

本件発明者は、アンテナコイルへ高周波電力を伝送するための給電線が、当該アンテナコイルの冷却を阻害する要因として働くことに想到した。

つまり、前記給電線は、アンテナコイルに比べて小さい断面積とされて電気抵抗が大きいため、伝送される電力の一部はジュール熱として給電線内で消費され、この給電線の温度さらには当該給電線を伝達してアンテナコイルの温度をも上昇させる。一方、アンテナコイルを形成する金属（例えば銅やアルミニウム）の比熱は、運転時における極低温の条件下では著しく小さいため、僅かなジュール熱も前記アンテナコイルの温度を著しく上昇させてしまう。しかも、前記アンテナコイルの材料である銅やアルミニウムの電気抵抗値は、当該材料の温度に伴って増大し、この電気抵抗の増大が前記給電線のジュール熱による温度上昇を促進する。

そこで、上記課題を解決するために、本発明は、アンテナコイルを備え、このアンテナコイルが冷却された状態でＮＭＲ信号を検出する冷却式ＮＭＲプローブヘッドにおいて、前記アンテナコイルに接続され、当該アンテナコイルに高周波電力を伝送する給電線と、前記アンテナコイルを冷却するように当該アンテナコイルと熱的に接続された冷却用部材とを備え、前記給電線は、少なくとも一部が前記冷却用部材に対し熱的に接続され、前記冷却用部材は、冷媒が流通可能な冷却空間を形成する外壁を有する冷媒容器を備え、前記給電線は、前記冷媒容器の前記外壁に対し熱的に接続されていることを特徴とする冷却式ＮＭＲプローブヘッドを提供する。

本発明によれば、給電線の少なくとも一部と冷却用部材とが熱的に接続された構成とされているので、アンテナコイルだけでなくこのアンテナコイルに接続された給電線についても、冷却用部材によって冷却することができる。

そのため、アンテナコイルを形成する金属の比熱が著しく小さくなる極低温の運転条件下においても、給電線の温度上昇を抑制することにより、当該給電線からアンテナコイルへ伝達する熱量を低減することができるので、その分、アンテナコイルを有効に冷却することができる。

したがって、本発明によれば、給電線の温度上昇を抑制することによりアンテナコイルの温度を有効に低下させてＮＭＲ信号の検出感度を高めることができる。

さらに、本発明では、前記冷却用部材は、冷媒が流通可能な冷却空間を形成する外壁を有する冷媒容器を備え、前記給電線は、前記冷媒容器の前記外壁に対し熱的に接続されている。

これにより、内部の冷却空間に冷媒が流通することにより冷却される冷媒容器の外壁に対し前記給電線を熱的に接続することにより、アンテナコイルの温度を有効に低下させることができる。

前記冷媒容器と給電線との熱的な接続態様については特に限定されることはないが、前記冷媒容器には、前記外壁を貫通するとともに前記冷却空間と連通しない貫通孔が形成され、前記給電線は、少なくとも一部が前記貫通孔を通って配置されるとともに当該貫通孔の内側面に対し熱的に接続されていることが好ましい。

このようにすれば、冷媒容器に形成された貫通孔を通して給電線を配置することができるので、冷媒容器を避けるようにして当該冷媒容器の外側面に対し給電線を熱的に接続する場合と比較して、当該給電線の配索に要するスペースを低減することができ、全体としてコンパクトなプローブヘッドを形成することができる。

さらに、給電線を貫通孔内に配置する構成としているので、給電線と冷媒容器との間の熱交換を、当該給電線の外周面と貫通孔の内周面との間の比較的広い面積で行うことができる。

前記のように冷媒容器の貫通孔内に給電線を配置する構成とした場合、給電線のうちアンテナコイルに近い部分と冷媒容器とを熱的に接続しようとすると、アンテナコイルとの距離が近づくにつれて当該アンテナコイルのレイアウト上の制限を受けて冷媒容器の形状が複雑となるおそれがあるが、前記冷却用部材は、前記冷媒容器から前記アンテナコイルまでの間に配置された給電線のうち前記冷媒容器に対し熱的に接続されていない部分の少なくとも一部の外周面を取り囲む被覆部材をさらに備え、この被覆部材は、少なくとも一部が前記冷媒容器の前記外壁に対し熱的に接続されている構成を採用することにより、冷媒容器とは別部材の被覆部材によって給電線を冷却することができるので、冷媒容器の形状を維持しながら給電線の冷却範囲を拡大することができる。

前記冷却式ＮＭＲプローブヘッドにおいて、前記給電線は、当該給電線と前記冷却用部材とを電気的に絶縁可能な絶縁部材を介して前記冷却用部材に対し熱的に接続されていることが好ましい。

この構成によれば、冷却用部材が導電性の部材により構成されている場合であっても短絡を防止することができるので、ＮＭＲ信号の検出にほとんど影響を与えることなく、給電線と冷却用部材とを熱的に接続することができる。

ここで、前記絶縁部材のうち少なくとも前記給電線と冷却用部材との間に介在する部分が、単結晶サファイア、ジルコニア、石英、ダイアモンドの中から選ばれる少なくとも一つの材料により構成されていることが特に好ましい。

このようにすれば、前記給電線と冷却用部材との間に、特に熱伝導性の高い材料を介在させることができるので、給電線の冷却効率をより向上させることができる。

また、本発明は、上記冷却式ＮＭＲプローブヘッドと、この冷却式ＮＭＲプローブヘッドの周囲に設けられる超伝導コイルと、この超伝導コイルを収容する低温容器とを備えることを特徴とするＮＭＲ分析装置を提供する。

本発明によれば、給電線の温度上昇を抑制することによりアンテナコイルの温度を有効に低下させてＮＭＲ信号の検出感度を高めることができる。このため、非常に検出感度に優れたＮＭＲ分析装置を得ることができる。

以下、本発明の好ましい実施の形態を図面に基いて説明する。

図１は、ＮＭＲ（核磁気共鳴）分析装置の全体構成を示したものである。

この装置は、液体ヘリウム等の冷媒を収容する低温容器１と、この冷媒中に浸漬される超伝導コイル２と、冷却式ＮＭＲプローブヘッド３とを備えている。

超伝導コイル２は、鉛直軸を中心とする筒状の巻枠と、その周囲に巻き付けられる超伝導線材とで構成され、この超伝導コイル２を径方向内側から覆うように前記低温容器１もドーナツ状をなしている。つまり、この低温容器１の中央には鉛直方向に延びる内側空間４が形成されている。前記冷却式ＮＭＲプローブヘッド３は、前記内側空間４内に下から挿入される。

この冷却式ＮＭＲプローブヘッド３は、電極部５と、この電極部５につながる円柱状のプローブ本体６とを有し、このプローブ本体６が前記内側空間４内に下側から挿入されている。

図２は、プローブ本体の上部の内部構造を示したものである。図３は、図２の要部を拡大して示す斜視図である。図４は、図２の要部を拡大して示す断面図である。

プローブ本体６は、その中心軸Ｊ１（図４参照）上に位置するサンプル挿入管７と、このサンプル挿入管７を囲む略円筒状のアンテナコイル８と、このアンテナコイル８と図外の共振回路との間で高周波電力を伝送する給電線９及び給電線１０と、前記アンテナコイル８を冷却するための冷却用部材１１と、外筒１２とを備えている。

前記サンプル挿入管７は、石英等からなり、その内側の空間１４内は常温常圧に保たれている。この空間１４内には、上からサンプル管１５が挿入される。このサンプル管１５は、ＮＭＲ分析の対象となるサンプル１６を収容する。

前記アンテナコイル８は、略円筒状の周壁を有し、この周壁は図３に示すように金属箔板を丸めることによって形成される。このアンテナコイル８の具体的な形状は限定されず、ＮＭＲ検出に用いられるＲＦパルスの周波数その他の仕様に応じて適宜設定される。また、アンテナコイル８の下部の給電点９ａ及び給電点１０ａには、前記各給電線９、１０がそれぞれ電気的に接続されている。

前記冷却用部材１１は、前記アンテナコイル８を支持するコイル支持部材１７と、ヘリウムガス等の冷媒を流通させることが可能な冷媒容器１８と、この冷媒容器１８に冷媒を導入するための冷媒導入管１９と、前記冷媒容器１８から冷媒を導出するための冷媒排出管２０とを備えている。

この冷却用部材１１は、冷媒容器１８によってコイル支持部材１７を冷却することにより当該コイル支持部材１７に支持されたアンテナコイル８を冷却するとともに、このアンテナコイル８に電気的に接続された各給電線９、１０も前記冷媒容器１８によって冷却することが可能とされている。その詳細は後述する。

前記外筒１２は、前記コイル支持部材１７及び冷媒容器１８を前記プローブ本体６の中心軸Ｊ１回りに囲むように配置されている。この外筒１２は、前記コイル支持部材１７及び冷媒容器１８を囲む高さ領域に設けられる上側筒部２８と、それよりも下方の下側筒部２９とを有している。下側筒部２９は、例えば、アルミニウム合金、ステンレス鋼といった金属材料で構成されるのに対し、上側筒部２８は、合成樹脂等の非金属材料で構成されている。この上側筒部２８の上端からは、前記アンテナコイル８及びコイル支持部材１７を上から覆いながら前記サンプル挿入管７の上端とつながる天井壁３０が延び、この天井壁３０の下側の空間Ｓ２が外部から隔離されている。この空間Ｓ２には、図略のポンプにより真空が形成される。すなわち、前記アンテナコイル８等は、真空空間Ｓ２内に収容される。

前記上側筒部２８のうち、前記アンテナコイル８を含む高さ領域の部分は、ＰＦＧコイル３１により構成される。このＰＦＧコイル３１は、前記サンプル管１５内のサンプル１６にパルス上の勾配磁場を印加するためのもので、本発明において必須ではない。このＰＦＧコイル３１は、前記樹脂製の上側筒部２８とともにモールドされることが可能である。

次に、前記冷却用部材１１の具体的構造について図２〜図４を参照しながら説明する。

コイル支持部材１７は、円筒状をなし、前記プローブ本体６の中心軸Ｊ１と同軸に配置されている。このコイル支持部材１７の上部が前記アンテナコイル８を支持している。詳しくは、当該コイル支持部材１７の上部の外周面に前記アンテナコイル８の内周面が接合されている。

このコイル支持部材１７は、電磁波に対して透明な絶縁材料で形成されている。これは、当該コイル支持部材１７の存在が前記アンテナコイル８によるＮＭＲ信号の検出に影響を与えるのを防ぐためである。このコイル支持部材１７の材料は、さらに、熱伝導性に優れたものであることが好ましい。具体的には、単結晶サファイア、ジルコニア、石英、ダイアモンドが好適な例として挙げられる。特に、単結晶サファイアは、低温域での熱伝導率に優れていて前記アンテナコイル８の有効な冷却に大きく寄与する。ちなみに、４Ｋ付近での単結晶サファイアの熱伝導率は１５０［Ｗ／ｍ／Ｋ］である。

前記冷媒容器１８は、全体が前記冷媒導入管１９及び冷媒排出管２０とともに銅等の金属材料により形成されている。この冷媒容器１８は、冷媒が流通可能な冷却空間Ｓ１を形成する外壁を有し、この外壁は、前記サンプル挿入管７の周囲を取り囲むようにドーナツ状とされた中空容器を形成している。

具体的に、外壁は、外周壁２１ａと内周壁２１ｂと上蓋２１ｃと下蓋２１ｄとを一体に有する。前記外周壁２１ａは、前記プローブ本体６の中心軸Ｊ１回りで冷却空間Ｓ１の径方向外側に配置されている。前記内周壁２１ｂは、前記中心軸Ｊ１回りで冷却空間Ｓ１の径方向内側に配置されている。前記上蓋２１ｃ及び下蓋２１ｄは、前記外周壁２１ａと内周壁２１ｂとを上下に挟むように配置されている。

前記上蓋２１ｃは、その上面に立設された連結筒２２を一体に備えている。この連結筒２２の内側に前記コイル支持部材１７の下端部が挿入された状態で、連結筒２２とコイル支持部材１７とが連結されている。

具体的に、前記連結筒２２の内側面とコイル支持部材１７の外側面との間には銀合金系のロウ剤が充填され、このロウ剤によって当該連結筒２２とコイル支持部材１７とが熱的に連結されている。したがって、前記アンテナコイル８は、前記ロウ剤及びコイル支持部材１７を介して冷媒容器１８に対し熱的に接続される。

また、冷媒容器１８は、前記外周壁２１ａを上下方向に貫通する８つの貫通孔２３を備えている。つまり、これら貫通孔２３は、前記冷却空間Ｓ１に連通しない状態で上下方向に形成されている。

そして、前記各給電線９、１０は、これら貫通孔２３のうちの２つの貫通孔２３ａ、２３ｂをそれぞれ通って配置されている。これら給電線９、１０の外側面と前記各貫通孔２３ａ、２３ｂの内側面とは、熱的に接続されている。具体的に、各給電線９、１０の外側面と前記貫通孔２３ａ、２３ｂの内側面との間には絶縁部材２４及び絶縁部材２５がそれぞれ設けられている。そして、これら絶縁部材２４、２５を介して各給電線９、１０の外側面と貫通孔２３ａ、２３ｂの内側面とは、熱的に接続されている。したがって、冷媒容器１８内に冷媒が流通すると、当該冷媒容器１８と各給電線９、１０との間で絶縁部材２４、２５を介して熱交換が行われ、当該各給電線９、１０が冷却される。

前記絶縁部材２４、２５は、それぞれ絶縁性を有する材料で形成されている。これは、各給電線９、１０同士が冷媒容器１８を介して短絡するのを防止するためである。さらに、絶縁部材２４、２５の材料は、熱伝導性に優れたものであることが好ましい。具体的には、単結晶サファイア、ジルコニア、石英、ダイアモンドが好適な例として挙げられる。特に、単結晶サファイアは、上述したように低温域での熱伝導率に優れているため、各給電線９、１０と冷媒容器１８との間の有効な熱交換に大きく寄与する。

ここで、絶縁部材２４、２５としてサファイアを採用した場合、前記熱的な接続状態をより強固なものとするために、前記貫通孔２３ａ、２３ｂの内側面及び各給電線９、１０の外側面と、前記絶縁部材２４、２５との間に銀合金系のロウ剤をさらに介在させることができる。すなわち、このような接続構造を形成するためには、まず、貫通孔２３ａ、２３ｂの内側面及び各給電線９、１０の外側面にそれぞれロウ剤の層を形成し、これら貫通孔２３ａ、２３ｂ内に各給電線９、１０を挿入する。次いで、これら貫通孔２３ａ、２３ｂの内側面と各給電線９、１０の外側面との間（それぞれのロウ剤の層の間）に絶縁部材２４、２５をそれぞれ充填した仮組み品を形成する。そして、この仮組み品を真空炉内で加熱処理することにより前記ロウ剤が溶解し、これが冷却されることにより絶縁部材２４、２５と貫通孔２３ａ、２３ｂの内側面及び各給電線９、１０の外側面との間がロウ剤で満たされた強固な接続状態を確立することができる。

なお、図４では、貫通孔２３ａ、２３ｂ内に配置される各給電線９、１０の全範囲について円柱状の絶縁部材２４、２５を充填する構成について例示しているが、図５に示すように、円板状の絶縁部材２６、２７を間欠的に充填するようにしてもよい。このように構成した場合にも、各絶縁部材２６、２７を介して冷媒容器１８と各給電線９、１０とが熱的に接続されているので、これら冷媒容器１８と各給電線との間の熱交換が行われ、当該各給電線９、１０が冷却される。さらに、この構成とした場合には、前記円柱状の絶縁部材２４、２５を充填して各給電線９、１０に伝送される高周波電流のインピーダンスが大幅に乱れる場合に、絶縁部材２６、２７を採用することによりインピーダンスの乱れを緩和することができる。

以上説明したように、前記実施形態によれば、各給電線９、１０と冷媒容器１８とが熱的に接続された構成とされているので、アンテナコイル８だけでなくこのアンテナコイル８に接続された給電線９、１０についても、冷媒容器１８によって冷却することができる。

そのため、アンテナコイル８を形成する金属の比熱が著しく小さくなる極低温の運転状況下においても、給電線９、１０の温度上昇を抑制することにより、当該給電線９、１０からアンテナコイル８へ伝達する熱量を低減することができるので、その分、アンテナコイル８を有効に冷却することができる。

そして、前記実施形態のように、各給電線９、１０が冷媒容器１８に形成された貫通孔２３ａ、２３ｂを通して配置する構成とすることにより、冷媒容器１８を避けるようにして当該冷媒容器１８の外側面（外周壁２１ａ）に対し各給電線９、１０を熱的に接続する場合と比較して、当該給電線９、１０の配索に要するスペースを低減することができ、全体としてコンパクトな冷却式ＮＭＲプローブヘッド３を形成することができる。

さらに、給電線９、１０を貫通孔２３ａ、２３ｂ内に配置する構成としているので、給電線９、１０と冷媒容器１８との間の熱交換を、当該給電線９、１０の外周面と貫通孔２３ａ、２３ｂの内周面との間の比較的広い面積で行うことができる。

なお、前記実施形態では、冷媒容器１８の貫通孔２３ａ、２３ｂ内に各給電線９、１０を配置する構成としているが、図６及び図７に示すように、冷媒容器１８に形成された溝３２内に各給電線９、１０を嵌め込むようにしてもよい。

具体的に、冷媒容器１８の外周壁２１ａの外側面には、前記プローブ本体６の中心軸Ｊ１回りに８つの溝３２が形成されている。これら溝３２は、前記中心軸Ｊ１から離間する方向に開くとともに上下方向に延びるように、前記外周壁２１ａに凹設されている。

そして、これら溝３２のうち溝３２ａ及び溝３２ｂには、前記各給電線９、１０が嵌め込まれている。これら各給電線９、１０の外周面と各溝３２ａ、３２ｂの内側面との間には、絶縁部材３３がそれぞれ設けられている。

この絶縁部材３３は、前記絶縁部材２４、２５（図４参照）と同様の材料により構成されている。また、各絶縁部材３３と、各給電線９、１０の外周面及び溝３２ａ、３２ｂの内側面との間に前述したロウ剤を介在させることもできる。

この実施形態においても、冷媒容器１８と各給電線９、１０とを熱的に接続することができるので、これら冷媒容器１８と各給電線９、１０との間で熱交換が行われ、当該各給電線９、１０を冷却することができる。

さらに、前記実施形態では、冷媒容器１８に形成された溝３２ａ、３２ｂ内に嵌めた状態で給電線９、１０を配置することができるので、冷媒容器１８の外側面（外周壁２１ａ）にそのまま給電線９、１０を接触させる場合と比較して、給電線９、１０の配索に要するスペースが冷媒容器１８の外側に嵩張るのを抑制することができ、全体としてコンパクトな冷却式ＮＭＲプローブヘッド３を形成することができる。

そして、前記各実施形態のように冷媒容器１８の貫通孔２３ａ、２３ｂ又は溝３２ａ、３２ｂ内に給電線９、１０を配置する構成とした場合、給電線９、１０のうちアンテナコイル８に近い部分と冷媒容器１８とを熱的に接続しようとすると、アンテナコイル８との距離が近づくにつれて当該アンテナコイル８のレイアウト上の制限を受けて冷媒容器１８の形状が複雑化するおそれがある。そこで、冷媒容器１８に加えて、図８に示すような冷却ブーツ（被覆部材）３５、３６を備えた構成とすることもできる。

これら冷却ブーツ３５、３６は、円柱がその軸線を含む平面で縦割りにされた形状を有する一対の半円柱体３５ａ、３５ｂ、３６ａ及び３６ｂ（以下半円柱体３５ａ〜３６ｂと称す）をそれぞれ備えている。これら半円柱体３５ａ〜３６ｂは、それぞれ前記絶縁部材２４、２５と同様の材料によって形成されている。

また、半円柱体３５ａ〜３６ｂの合わせ面には、溝３７ａ、３７ｂがそれぞれ形成されている。これら溝３７ａ、３７ｂは、それぞれ半円柱体３５ａ〜３６ｂの軸線に沿って延びるとともに相手の半円柱体３５ａ〜３６ｂ側に開いて形成されている。そして、これらの溝３７ａと溝３７ｂとの間に、それぞれ各給電線９、１０を配置することが可能とされている。

このように各給電線９、１０を挟み込んだ状態で、半円柱体３５ａ〜３６ｂの下面は、それぞれロウ剤３９を介して冷媒容器１８の上面（上蓋２１ｃ）に対し熱的に接続されている。また、各溝３７ａ、３７ｂの内側面と各給電線９、１０の外側面との間にもロウ剤４０を介在させることが好ましい。

この実施形態によれば、冷却ブーツ３５、３６によって覆われる分だけ、冷媒容器１８と各給電線９、１０との熱的な接続面積を大きくすることができるので、より有効に各給電線９、１０を冷却することができる。

さらに、この実施形態のように冷媒容器１８とは別に冷却ブーツ３５、３６を備えた構成とすれば、冷媒容器１８の形状を維持しながら給電線９、１０の冷却範囲を拡大することができる。

ＮＭＲ（核磁気共鳴）分析装置の全体構成を示したものである。 プローブ本体の上部の内部構造を示したものである。 図２の要部を拡大して示す斜視図である。 図２の要部を拡大して示す断面図である。 本発明の別の実施形態を示す図４相当図である。 本発明の別の実施形態を示す図４相当図である。 図６の冷媒容器を示す平面図である。 本発明の別の実施形態を示す図３相当図である。

符号の説明

３ 冷却式ＮＭＲプローブヘッド
６ プローブ本体
８ アンテナコイル
９ 給電線
１０ 給電線
１１ 冷却用部材
１７ コイル支持部材
１８ 冷媒容器
２１ａ 外周壁（外壁の一例）
２１ｂ 内周壁（外壁の一例）
２１ｃ 上蓋（外壁の一例）
２１ｄ 下蓋（外壁の一例）
２３ａ、２３ｂ 貫通孔
２４〜２６、３３ 絶縁部材
３２ａ、３２ｂ 溝
３５ 冷却ブーツ（被覆部材の一例）

Claims (6)

1. アンテナコイルを備え、このアンテナコイルが冷却された状態でＮＭＲ信号を検出する冷却式ＮＭＲプローブヘッドにおいて、
   前記アンテナコイルに接続され、当該アンテナコイルに高周波電力を伝送する給電線と、
   前記アンテナコイルを冷却するように当該アンテナコイルと熱的に接続された冷却用部材とを備え、
   前記給電線は、少なくとも一部が前記冷却用部材に対し熱的に接続され、
   前記冷却用部材は、冷媒が流通可能な冷却空間を形成する外壁を有する冷媒容器を備え、前記給電線は、前記冷媒容器の前記外壁に対し熱的に接続されていることを特徴とする冷却式ＮＭＲプローブヘッド。
2. 前記冷媒容器には、前記外壁を貫通するとともに前記冷却空間と連通しない貫通孔が形成され、前記給電線は、少なくとも一部が前記貫通孔を通って配置されるとともに当該貫通孔の内側面に対し熱的に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の冷却式ＮＭＲプローブヘッド。
3. 前記冷却用部材は、前記冷媒容器から前記アンテナコイルまでの間に配置された給電線のうち前記冷媒容器に対し熱的に接続されていない部分の少なくとも一部の外周面を取り囲む被覆部材をさらに備え、この被覆部材は、少なくとも一部が前記冷媒容器の前記外壁に対し熱的に接続されていることを特徴とする請求項２に記載の冷却式ＮＭＲプローブヘッド。
4. 前記給電線は、当該給電線と前記冷却用部材とを電気的に絶縁可能な絶縁部材を介して前記冷却用部材に対し熱的に接続されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の冷却式ＮＭＲプローブヘッド。
5. 前記絶縁部材のうち少なくとも前記給電線と冷却用部材との間に介在する部分が、単結晶サファイア、ジルコニア、石英、ダイアモンドの中から選ばれる少なくとも一つの材料により構成されていることを特徴とする請求項４に記載の冷却式ＮＭＲプローブヘッド。
6. 請求項１〜５の何れか１項に記載の冷却式ＮＭＲプローブヘッドと、この冷却式ＮＭＲプローブヘッドの周囲に設けられる超伝導コイルと、この超伝導コイルを収容する低温容器とを備えることを特徴とするＮＭＲ分析装置。
   

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