[发明专利]具有可更换的定子的魔角旋转核磁共振探头组件

说明书

本发明涉及一种MAS‑NMR探头组件，包括定子(2)、定子保持件(32)和用于将HF脉冲辐射到转子(1)中的测量物质(40)中的和/或用于接收来自转子(1)中的测量物质(40)的HF信号的HF线圈组件(21)，其中，定子保持件(32)构造具有定子轴承(41)，定子(2)能够轴向地导入该定子轴承中并且从定子轴承中导出，定子(2)在导入状态中伸过HF线圈组件(21)，为了所述导入和导出能够穿过HF线圈组件(21)引导，所述探头组件(200)能够将定子(2)在导入状态中轴向地固定在定子轴承(41)中的器件。本发明还涉及探头组件的用于在MAS‑NMR试验中测量被填充到转子(1)中的测量物质(40)的一种应用。

技术领域

本发明涉及一种魔角旋转核磁共振探头组件，其包括定子、定子保持件和高频线圈组件，所述定子在旋转轴线上定向并且用于支承具有测量物质的转子，所述高频线圈组件用于将高频脉冲射入到转子内的测量物质中和/或用于接收来自转子中的测量物质的高频信号。

背景技术

这种魔角旋转核磁共振探头组件从US 7,915,893 B2中已知。

核磁共振(＝NMR,nuclear magnetic resonance)光谱法是一种性能强的仪器分析方法，借助该方法能够检测测量物质(样品)的化学组分。在此，将测量物质暴露在强的静磁场中，由此引起测量物质中的核自旋定向。在射入高频(＝HF,Hochfrequenz)脉冲之后，接收由测量物质发出的高频信号并且对其进行分析以确定化学组分。

在固体样品的NMR光谱法的情况下，在测量到的NMR光谱中基于样品中的核之间的各向异性相互作用导致显著的谱线增宽。对于固体样品已知，在NMR测量期间在相对于静磁场方向成约54.7°的所谓“魔角”下旋转测量物质(魔角旋转，MAS：“magic anglespinning”)。由此能够通过偶极相互作用、四极相互作用和化学位移各向异性部分降低谱线增宽或者在旋转频率足够高的情况下消除谱线增宽。

为此，典型地将测量物质填充到基本上呈圆柱体形的样品管中(称为转子)并且将转子放置在定子中。使转子相对于定子旋转，其中，转子浮在定子中；为此使用合适的气流。为了将HF脉冲射入到测量物质中和/或接收来自测量物质的HF信号，设置有围绕定子的HF线圈组件。

从US 7,915,893 B2中已知一种定子，该定子构成有壳体管和内套。在内套中设置有转子。在相同半径的情况下，在该内套中构造用于两个轴承的喷嘴排出开口，所述轴承指向转子。轴承之一与转子的圆柱体形的部段配合作用，而轴承中的另一轴承则与转子的锥形的端部部分配合作用。定子被螺线管线圈和陶瓷的线圈成型体围绕，其中，定子穿过该陶瓷线圈成型体。定子在两个端部上与分配环粘接或者焊接，所述分配环具有与陶瓷线圈成型体相同的直径。基于定子与分配环的固定连接，定子永久地设置在陶瓷线圈成型体中。因此，在定子上有缺陷的情况下只能将其与陶瓷线圈成型体和螺线管线圈一并更换。这是一种耗费高并且昂贵的处理方式。一个另外的、具有固定安装的定子的结构形式从US 7,282,919 B2中已知。

从US 2016/0334478 A1中已知一种具有转子和定子的魔角旋转核磁共振探头，其中构造有两个气动的径向轴承和一个底部轴承。在径向轴承的定子侧的部件之间能够设置HF线圈组件。转子是圆柱体形的，在两个径向轴承处具有相等的半径。同样地，定子中的喷嘴排出开口在两个径向轴承处具有相等的半径。在该结构形式中，在定子上有缺陷的情况下能够部分地拆解探头，并且能够将定子部件沿着径向方向拆除。但是这耗费非常高。在将HF线圈组件设置在径向轴承的定子侧的部件之间的情况下，不可能将定子沿着轴向方向导入或者导出。类似的组件从DE 10 2013 201 110 B3和US 7,196,521 B2中已知。