Способ регистрации спектров ядерногомагнитного резонанса и устройство дляего осуществления

Способ регистрации спектров ядерногомагнитного резонанса и устройство дляего осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

CoIo3 Советскнк

Социапистическия

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИ ИТИЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 11.1079 (2») 2826745/18-2Ь (5 ()®

6 01 N 24/08 с присоединением заявки Ио

Государственный комитет

СССР по аеяам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 300781. Ь»оллетень t49 28

Дата опубликования описания 30é781 (53) УДК ЬЗ8.11. 3 (088.8) (73) Заявитель

Институт торфа AH Белорусской ССР (54) СПОСОБ РЕГИСТРАЦИИ СПЕКТРОВ ЯДЕРНОГО МАГНИТНОГО

РЕЗОНАНСА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к технике ядерного магнитного резонанса (ЯМР) и может быть использовано при конструировании спектрометров ЯМР при исследовании свойств физико-химических объектов. известен способ регистрации спектров ЯМР при развертке частоты, модуляции, причем устройство для его осуществления содержит блок- получения магнитного поля, генератор высокочастотной (ВЧ) мощности, приемник, блок частотной развертки и системы регистрации 11.

Однако для регистрации. спектров

ЯМР в твердых телах, где ширина линии составляет 1-100 Гц и более, необходимо обеспечить развертку частоты модуляции порядка нескольких мегагерц (для протонов), что вызывает большие радиотехнические затруднения.

Наиболее близким к предлагаемому является способ регистрации спектров

ЯМР, заключающийся в наложении на исследуемый образец внешнего магнитного поля и поля ВЧ-мощности, регистрации изменения ВЧ-мощности при изменении внешнего магнитного поля. При этом способе внешнее магнитное поле модулируется звуковой частотой.

Устройство для его .осуществления содержит блок развертки магнитного поля, соединенного с блоком получения магнитного поля в месте расположения образца, находящегося в датчике

ВЧ мощности,,первый вход которого соединен с генератором ВЧ-мощности, а второй вход — с блоком получения магнитного поля, выход датчика соединен

0 с системой регистрации, состоящей иэ блока приема ВЧ-мощности, выход которого соединен с блоком усиления с перестраиваемой частотой, выход ко торого соединен с первым входом син15 хронного детектора, второй вход синхронного детектора соединен с фазо вращателем,, а выход — с регистратором (2) .

Однако в некоторых случаях обраэ20 цы содержат целый ряд магнитно-неэквивалентных ядер, которые дают малоинформативный сйектр при данном способе наблюдения.

Из теории ЯМР известно, что в условиях насьааения исследуемого образца с помощью ВЧ-мощности вектор ядерной намагниченности, помимо процессии относительно направления вне(ннего магнитного поля Й, совершает нутацион30 ное движение вокруг направления Й» .с

851218 частотой в =gH,где -гидромагнитное отношение наблюдаемых ядер; H< - напряженность магнитной компоненты ВЧполя. В системе координат, вращающейся с частотой ВЧ-поля, система ядерных магнитных моментов характеризуется стационарными уровнями энер5 гии в эффективном поле g, расстояние между которыми задается величиной

ВЧ-поля и внутренними взаимодействиями в системе ядерных магнитных моментов (локальными полями). Наложение в этих условиях на систему ядерных магнитных моментов дополнительного радиочастотного (РЧ) поля, частота которого удовлетворяет расщеплению между указанными выше уров- 1$ нями в эффективном поле Я, изменяет характер движения вектора ядерной намагниченности.

Цель изобретения — повышение разрешающей способности и чувствитель- 2О ности при регистрации спектров ЯМР.

Поставленная цель достигается тем, что в способе регистрации спектров

ЯМР, заключающемся в наложении на исследуемый образец внешнего магнитного поля и поля ВЧ-мощности, регистрации изменения ВЧ-мощности при изменении внешнего магнитного поля, насыщают систему ядерных магнитных моментов исследуемого образца при заданном значении магнитного поля, 30 налагают дополнительное РЧ-возбуждение, частоту, мощность и направление вектора магнитной компоненты которого относительно направления внешнего магнитного поля изменяют до установления минимального поглощения ВЧ-мощности, настраивают блок синхронного детектирования на регистрацию сигнала ЯМР на заданную гармонику и призводят регистрацию спект- 49 ров поглощения и дисперсии ЯМР.

Для осуществления предлагаемого способа регистрации спектров ЯМР в устройство, содержащее блок развертки магнитного поля, соединенного с 4 блоком получения магнитного поля в месте расположения образца, находящегося в датчике ВЧ-мощности, первый вход которого соединен с генератором

ВЧ-мощности, а второй вход — c блоком получения магнитного поля, выход датчика ссединен с системой регистра— ции, состоящей из блока приема ВЧмощности, выход которого соединен с блоком усиления с перестраиваемой частотой, выход последнего соединен с ,первым входом синхронного детектора, второй вход синхронного детектора соединен с фазовращателем, а выход с регистратором, дополнительно введены генератор РЧ-возбуждения, блок ф) изменения частоты, мощности и угла и умножитель частоты, причем выход генератора РЧ-возбуждения соединен со входом блока изменения частоты, мощности и угла, первые три выхода кото- 65

porc соединены с третьим, четвертым и пятым входами датчика, а четвертый выход соединен с умножителем частоты, выход кбторого соединен с входом фаэовращателя.

На чертеже изображена блок-схема устройства для осуществления предлагаемого способа.

Устройство содержит блоки получения 1 и развертки 2 магнитного поля, генератор 3 ВЧ-мощности, датчик 4 с образцом, генератор 5 РЧ-возбуждения. блок 6 изменения мощности, частоты и угла, умножитель 7 частоты, фазовращатель 8, блок 9 приема ВЧ-мощности, блок 10 усиления, с перестраиваемой радиочастотой, синхронный детектор

11 и регистратор 12.

Радиоспектрометр работает следующим образом.

Блок 1 получения магнитного поля, создает в месте расположения образца магнитное поле заданной величины.

Исследуемый образец, находящийся в датчике 4, насыщают ВЧ-мощностью, поступающей от генератора 3. Генератор 5 РЧ-возбуждения вырабатывает электромагнитные колебания, частоту которых с помощью блока 6 изменяют до получения уменьшения ВЧ мощности, регистрируемой с помощью блока 9 приема ВЧ-мощности. Затем с по-мощью блока 6 изменения угла ориентации вектора магнитной компоненты получают дальнейшее уменьшение поглощения. Изменяя мощность этого возбуждения, добиваются минимального поглощения ВЧ-мощности образцом. 3атем с помощью умножителя 7 часто-ты и блока 10 усиления с перестраиваемой резонансной частотой настраивают синхронный детектор 11 на регистрацию сигнала HNP на заданную гар монику, при этом, изменяя фазу РЧвозбуждения фазовращателем.8, добиваются максимального детектируемого сигнала, после чего включаются блок

2 развертки магнитного поля и регисттатор 12.

Таким образом, регистрируя сигналы поглощения и дисперсии ЯМР на различных гармониках РЧ-возбуждения, О получают информацию о системе ядерных магнитных моментов, что эквивалентно повышению разрешающей способности и чувствительности метода

ЯМР для малоинформативных спектров.

Изобретение может быть использовано при конструировании ЯМР-спектров, для исследования сложных органических объектов в биологии и химии.

Формула изобретения

1 ° Способ регистрации спектров ядерного магнитного резонанса (ЯМР), заключающийся в наложении на иссле851218

Составитель В.Покатилов

Редактор И.Михеева Техред A.Вабинец КорректорС. Корниенко

Заказ 6341/60 Тираж 907 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д..4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 дуемый образец внешнего магнитного

- поля и поля высокочастотной(ВЧ ) мощности, регистрации изменения ВЧмощности при изменении внешнего магнитного поля, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с- целью повышения разрешающей способности и чувствительности при регистрации спектров

ЯМР, насыщайт систему ядерных магнитных моментов исследуемого образца при заданном значении магнитного поля, налагают дополнительное радио- . частотное (РЧ) возбуждение, частоту, мощность и направление вектора маг" нитной компоненты которого относительно направления внешнего магнитного поля изменяют до установления минимального поглощения ВЧ"мощности, настраивают блок синхронного детектирования на регистрацию сигнала МИР на заданную гармонику и производят регистрацию спектров поглощения и дисперсии ЯИР.

2. Устройство для осуществления способа по п.1,содержащее блок развертки магнитного поля в месте расположения образца, соединенного с блоком получения магнитного поля, датчик ВЧ-мощности для облучения образца, первый вход которого соединен с генераторам ВЧ-мощности, а второй вход - с блоком получения магнитного поля, выход датчика соединен с системой регистрации, состоящей иэ блока приема ВЧ-мощности, выход которого соединен с блоком усиления с

5 перестраиваемой частотой, выход которого соединен с первым входом синхронного детектора, второй вход синхронного детектора соединен с фаэовращателем. а выход — с регистратором, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что и него дополнительно. введены генератор РЧ-возбуждения, блок изменения частоты, мощности и угла; и умножитель частоты, причем выход генератора РЧвозбуждения соединен со входом блока

15 изменения частоты, мощности и угла, первые три выхода которого соединены с третьим, четвертым и пятым входами датчика, а четвертый выход соединен с умиожителем частоты, выход которо2О го соединен со входом фазовращателя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Туров Е.A. и др.Ядерный. маг- .. нитный резонанс в ферро- и антиферромагнетиках М., наука, 1969, с, 223-226.

2. Леше A. Ядерная индукция. M., ИЛ, 1963, с. 187, 202-209 (прототип) °