[發明專利]一種用于低場核磁共振譜儀的樣品雙向傳送裝置及方法

在審

• 申請號: 202110961951.5
• 申請日: 2021-08-20
• 公開（公告）號: CN113640721A
• 公開（公告）日: 2021-11-12
• 發明（設計）人: 王曉飛;藍學楷;成紅;張璐;胡金萌;呂亮;庹文波;杜征宇;武春風;姜永亮;李強
• 申請（專利權）人: 武漢光谷航天三江激光產業技術研究院有限公司
• 主分類號: G01R33/30
• 分類號: G01R33/30;G01R33/44;G01N24/08
• 代理公司: 北京恒和頓知識產權代理有限公司 11014
• 代理人: 周君

本發明屬于低場核磁共振的樣品傳送領域，并具體公開了一種用于低場核磁共振譜儀的樣品雙向傳送裝置及方法。所述裝置包括第一送樣系統、第二送樣系統以及檢測系統，第一送樣系統包括第一內進樣管、第一氣動進樣模塊驅動、第一樣品膠囊和第一極化磁體，第二內進樣管包括第二氣動進樣模塊、第二樣品膠囊和二極化磁體，檢測系統包括外進樣管以及弱磁探測傳感器。所述方法包括樣品的裝載，樣品的預極化，信號采集探測。本發明結構簡單、操作方便，采用耐高溫材料、多層隔熱方法以及高性能的減震技術，適用于基于原子磁力計方法進行磁共振的樣品雙向傳送，也可以應用于基于低場磁共振的靜態磁場測量，還可以擴展用于氣態核磁樣品的檢測。

技術領域

本發明屬于低場核磁共振的樣品傳送領域，更具體地，涉及一種用于低場核磁共振譜儀的樣品雙向傳送裝置及方法。

背景技術

氣動方法是傳統高場磁共振譜儀中傳送核磁樣品的通用方法，核磁樣品由氣動傳送到高場譜儀的探測區域，核磁樣品的極化、磁共振信號的探測在超導磁體內的同一區域中完成，核磁樣品更換和取出通過由氣動推出探測區域。在低場磁共振研究過程中，需要將預極化區域和探測區域在空間上隔離開，核磁樣品需要多次在預極化區域和探測區域之間平穩、快速傳送以減少極化度在傳送過程中的損失，還要求核磁樣品的恒溫，盡量減小樣品溫度變化產生的影響。

目前，已有多種解決高場和低場磁共振研究中譜儀裝置的樣品傳送方案，部分相關文章和專利的技術方案舉例如下：美國專利US8212559公開了“NMR-MAS probehead withintegral transport conduit for an MAS-rotor”，該專利中描述了傳統高場譜儀中裝載了樣品的核磁樣品管通過傳送管道內氣流穩定地輸送到NMR譜儀的探測區域，樣品卸載時，只需要將氣流反向即可從探測區域里吹出核磁樣品管。Biancalana V等人在“A fastpneumatic sample-shuttle with attenuated shocks”中描述的樣品進樣裝置，在進樣管和進樣滑塊上使用特殊開孔改變內部氣流來減少核磁樣品管在傳送進樣過程中的振動，但是其不適用于高溫工作環境。此外，中國發明專利CN104807848B公開了一種用于低場磁共振系統的定位進樣方法和裝置，該專利提供了利用非圓形進樣管的約束作用，可以將核磁樣品管定向、無轉動地傳送到激光與原子相互作用探測區域的裝置。

綜上，使用現有的進樣方法或技術無法將兩種核磁樣品在不混合的情況下同時有效傳送到探測區。為了增加核磁樣品同時進樣的種類、提高核磁樣品傳輸的效率、保障核磁樣品的保溫性能、以及更有效的擴展功能，迫切的需要發展全新的一種進樣管與多層磁屏蔽以及弱磁探測傳感器間無物理接觸的用于低場核磁共振譜儀的樣品雙向傳送方法與裝置。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供了一種用于低場核磁共振譜儀的樣品雙向傳送裝置及方法，其利用內進樣管的約束作用，將兩種核磁樣品在不混合的情況下同時有效傳送到密封隔板附近的探測區，方便地應用于低場磁共振研究；兩內進樣管與外進樣管間有通氣孔道，雙層架構可以實現有效隔熱，外進樣管靠近探測區域部分涂覆耐高溫絕熱材料，可以進一步增加隔熱效果，以保持樣品膠囊的溫度；外進樣管在弱磁探測傳感器的側面由進樣管支撐夾持，外進樣管與多層磁屏蔽以及弱磁探測傳感器無接觸，高溫硅膠或者其他彈性適中耐高溫的材料制作的減震片，在樣品傳送過程中可有效起到減震作用，降低引入的技術噪聲；外螺線管線圈可以有效減少漏磁場，降低漏磁場對弱磁探測傳感器的影響；樣品膠囊為無磁玻璃材質，可使用標準的核磁樣品管燒制，方便與傳統高場譜儀獲得的磁共振信號做比對，也可使用石英或者陶瓷等材料制作。本發明樣品雙向傳送方式，經過簡單改造可方便擴展用于氣態核磁樣品。

為實現上述目的，按照本發明的一個方面，提出了一種用于低場核磁共振譜儀的樣品雙向傳送裝置，包括第一送樣系統、第二送樣系統以及檢測系統，其中，

所述第一送樣系統包括第一內進樣管，所述第一內進樣管內放置有通過第一氣動進樣模塊驅動的第一樣品膠囊，所述第一內進樣管的進樣端設有第一極化磁體，用于將第一樣品膠囊內的樣品進行預極化；