[发明专利]在核磁共振探针中的多共振电路中的感性耦合和使用方法

说明书

在本发明的各种实施例中，可以感性耦合到次级线圈，而非初级线圈，以便优化NMR探针的拓扑。此外，通过使用位于下部绝缘体下方的检测线圈耦合到次级线圈，RF均质性和信噪比可以与NMR探针拓扑一起得到改善。通过对多共振电路中的电感器进行感性耦合而不是对与NMR相关联的样本电感器参数进行感性耦合，探针构造可以布置成增大RF均质性和信噪比，同时减少空间利用限制。在本发明的各种实施例中，可以利用感性耦合到次级线圈的共振器将所述次级线圈中的主模式分裂成两个模式。

技术领域

本发明涉及使用磁共振中的多共振电路的方法和NMR探针装置。在本发明中，耦接线圈和共振器耦合到次级线圈，而非耦合到母线圈或样本线圈，以便改善探针内的空间利用、母线圈的RF均质性和电路的信噪比。

背景技术

化合物(不管是合成产物还是来自天然来源的提取物)的结构阐释通常需要许多分析技术。红外线光谱法、质谱法和核磁共振(NMR)光谱法可提供广泛的化学信息。NMR可提供结构信息，还有关于分子间动力学和分子内动力学两者的信息。NMR的应用范围从大蛋白质的三维结构的确定到来自组合合成的极小量产物的分析。此外，NMR为非破坏性分析方法。

NMR探针通常具有用于第一核物质的辐照和检测的内线圈，和用于一个或多个其它核物质的辐照和或检测的与内线圈同轴的第二较大线圈。两个线圈可相对于彼此90°定向，以使两个线圈之间的耦合最小化。还应认识到，探针电路中的所有电感器应具有其间的最小耦合(k大致0.03)，以便减少或消除这些元件之间的串扰，除非希望磁耦合。电容耦合已可用以形成用于¹H-²H、¹³C-¹⁵N和¹H-¹⁹F的多倍调谐的NMR探针。最近Zens在2015年4月15日递交的题目为《针对HFC测量结果使用双探针的NMR分析(NMR Analysis using a DualProbe for HFC Measurements)》的美国临时专利申请第62/148,137号中已展示，磁耦合也可用以改善这些多共振电路，所述申请明确地被以引用的方式全部并入本文中。

样本区域可含有或以下中的所有：1)多个样本线圈，2)磁耦合环，3)耦合共振器，4)可变调谐电容器，5)脉冲场梯度，6)法拉弟屏蔽件，7)回路间隙屏蔽件和与探针制造领域的技术人员将认识到的探针的性能和功能有关的其它组件。

发明内容

NMR场中的问题为，现有技术探针装置不针对包围样本的所有组件在下部绝缘体上方提供足够空间。这些包括1)多个样本线圈，2)磁耦合环，3)耦合共振器，4)可变调谐电容器，5)脉冲场梯度，6)法拉弟屏蔽件，7)回路间隙屏蔽件和探针设计领域的技术人员已知的其它组件。磁耦合环、耦合共振器、可变调谐电容器、脉冲场梯度、法拉弟屏蔽件和回路间隙屏蔽件可都以某一方式对探针的性能不利。B₀均质性可受到这些物件的敏感性影响。可减小样本线圈的Q。样本线圈的RF均质性可受到额外金属物件的存在和耦合到样本电感器的存在磁耦合环或共振器影响。以上屏蔽件、耦合环、可变电容器、共振器、脉冲场梯度等全部可稀释NMR实验的信噪比，即使只是以较小方式。从上可知，明显地，NMR探针的样本区域中的较少物件是应在磁共振(NMR)检测装置的发展和改善中力争的条件。

在本发明的实施例中，到次级线圈的感性耦合可并入于远离样本线圈的区域中，且由此允许在样本区域中的NMR探针中的改善的空间利用，同时允许改善的磁场(B₀)均质性、RF均质性和增大的信噪比。在本发明的各种实施例中，定位于所述区域外的耦合线圈到至少一个次级线圈而非初级线圈的感性耦合可消除对样本电感器的不利非均质性效应，由此允许与NMR探针构造相关联的参数被布置以增大磁场(B₀)均质性、RF均质性和增大信噪比，同时减少所述区域中的空间利用限制。