[發明專利]一種利用仲氫誘導極化的高場原位極化方法

有效

• 申請號: 202010417070.2
• 申請日: 2020-05-18
• 公開（公告）號: CN111580029B
• 公開（公告）日: 2022-05-03
• 發明（設計）人: 王偉宇;徐君;鄧風
• 申請（專利權）人: 中國科學院精密測量科學與技術創新研究院
• 主分類號: G01R33/30
• 分類號: G01R33/30;G01R33/46;G01N24/08
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務所(普通合伙) 42001
• 代理人: 李鵬;王敏鋒

本發明公開了一種利用仲氫誘導極化的高場原位極化裝置,反應氣體進氣通道的出氣端與第三直通閥一端連接，第三直通閥另一端分別與仲氫進氣通道的出氣端、第四直通閥端和第五直通閥一端連接，第五直通閥另一端與第三單向閥的進端連接，第三單向閥的出端分別與第八直通閥一端和第六直通閥一端連接，第八直通閥另一端與反應采樣管連接，第六直通閥另一端依次通過真空倉、第七直通閥、真空計與真空泵連接，第八直通閥與第三單向閥的出端連接的一端處設置有第三壓力表，反應采樣管放置于核磁共振磁體內。本發明還公開了一種利用仲氫誘導極化的高場原位極化方法。本發明結構簡單，控制操作簡便，實現高效的極化產生及穩定的極化核磁譜圖信號采集。

技術領域

本發明涉及磁共振譜圖技術領域，更具體涉及到一種利用仲氫誘導極化的高場原位極化裝置，還涉及到一種利用仲氫誘導極化的高場原位極化方法。適用于以仲氫氣體為極化源的高磁場環境下原位反應體系核磁共振極化技術，如氣-固反應體系、氣-液反應體系、氣-液-固反應體系等。

背景技術

核磁共振技術(Nuclear Magnetic Resonance，NMR)能夠對物質組分、分子結構以及相關動力學給出關鍵信息，是非常重要的研究方法與分析手段，目前在生物、化學、醫學、物理等多個領域均有著廣泛的應用。核磁信號強度與靜磁場中核自旋能級布局數差成正比，而常規靜磁場中核自旋能級布局數差比僅為 10^-5量級，因此核磁共振的本征靈敏度較低，這使得核磁信號采集非常困難，一定程度上制約了其更深入的應用。利用仲氫誘導極化技術(Para-hydrogen Induced Polarization),通過將核磁觀測對象分子與仲氫分子相結合，使得其不同能級上粒子布局數差獲得數量級的提高，即從原來的熱平衡狀態達到極化狀態，信號能夠有4-5個數量級的增強，從而大幅提高NMR信號的強度，解決靈敏度問題。

在仲氫誘導極化技術中，高場原位極化技術(Parahydrogen And SynthesisAllow Dramatically Enhanced Nuclear Alignment，PASADENA)是主要的獲得極化增強的方法之一。它是以仲氫分子作為極化源，在高磁場條件下將仲氫分子與非對稱的反應物進行加成反應，在保留氫原子間自旋耦合的情況下打破原本的對稱性，同時觸發核磁共振譜圖原位采集而得到核磁信號的極化增強，過程中需保證磁場均一穩定，且核磁采樣及時準確，因此需要高場原位極化裝置。目前國內尚無相應裝置設計以滿足需要，國外已有的高場原位極化技術極化裝置磁場穩定性較差，影響譜圖質量，且核磁采樣具有一定延后性，導致極化信號丟失，降低信號強度，同時儀器裝置較為笨重，無法滿足特定環境下的應用需求。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術存在的上述問題，是在于提供了一種利用仲氫誘導極化的高場原位極化裝置，能夠實現高磁場原位條件下極化信號的產生；滿足極化產生和核磁信號采集的連續性；保證極化信號采集過程中磁場穩定性；裝置結構簡單，控制操作簡便，易于維護。

本發明的另一個目的是在于提供了一種利用仲氫誘導極化的高場原位極化方法，配合高場原位極化裝置使用，能夠實現多種反應體系下高場原位極化信號產生及采集。

為了實現上述的目的，本發明采用以下技術措施：

一種利用仲氫誘導極化的高場原位極化裝置,包括真空泵、仲氫進氣通道、反應氣體進氣通道和反應采樣管，

反應氣體進氣通道的出氣端與第三直通閥一端連接，第三直通閥另一端分別與仲氫進氣通道的出氣端、第四直通閥端和第五直通閥一端連接，第五直通閥另一端與第三單向閥的進端連接，第三單向閥的出端分別與第八直通閥一端和第六直通閥一端連接，第八直通閥另一端與反應采樣管連接，第六直通閥另一端依次通過真空倉、第七直通閥、真空計與真空泵連接，第八直通閥與第三單向閥的出端連接的一端處設置有第三壓力表，反應采樣管放置于核磁共振磁體內。

如上所述的仲氫進氣通道包括第一壓力表、第一直通閥、第一單向閥、第一氣體凈化器和第一質量流量控制儀，