(57)【要約】【課題】高周波シールドおよびプローブ筐体に設けたサンプル挿入部におけるシールド効果および静磁場均一度の低下を抑制する。【解決手段】試験管挿入部を有するプローブ筐体と、このプローブ筐体に内蔵されたアンテナコイルと、このアンテナコイルを囲む高周波シールドとを含むプローブに、前記試験管挿入部を介してＮＭＲ装置の静磁場の中心部に装着するＮＭＲ装置用試験管であって、このＮＭＲ装置用試験管の内部に、前記高周波シールドと同じ材料、あるいは前記高周波シールドと磁化率が等しい、またはほぼ等しい材料で構成された柱状部材を少なくとも１つ以上設け、この柱状部材は、前記ＮＭＲ装置用試験管を前記プローブに装着した時に前記高周波シールドを補助し、前記アンテナコイルの感度領域を制限する。【選択図】図５Ａ
2010038668.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試験管挿入部を有するプローブ筐体と、このプローブ筐体に内蔵されたアンテナコイルと、このアンテナコイルを囲む高周波シールドとを含むプローブに、前記試験管挿入部を介してＮＭＲ装置の静磁場の中心部に装着するＮＭＲ装置用試験管であって、このＮＭＲ装置用試験管の内部に、前記高周波シールドと同じ材料、あるいは前記高周波シールドと磁化率が等しい、またはほぼ等しい材料で構成された柱状部材を少なくとも１つ以上設け、この柱状部材は、前記ＮＭＲ装置用試験管を前記プローブに装着した時に前記高周波シールドを補助し、前記アンテナコイルの感度領域を制限することを特徴とするＮＭＲ装置用試験管。
【請求項２】
前記柱状部材の試料領域側の面と前記静磁場の中心軸との距離を、前記試験管挿入部付近における前記高周波シールドの内側の面と前記静磁場の中心軸との距離と等しく、またはほぼ等しくしたことを特徴とする請求項１記載のＮＭＲ装置用試験管。
【請求項３】
少なくとも前記柱状部材の一部と前記静磁場の中心軸との距離が、前記試験管挿入部付近における前記高周波シールドと前記静磁場の中心軸との距離と等しいことを特徴とする請求項１記載のＮＭＲ装置用試験管。
【請求項４】
前記柱状部材の直径が前記ＮＭＲ装置用試験管の内径より小さく、前記柱状部材の軸方向の長さが前記試験管挿入部付近における前記高周波シールドの厚さと等しく、またはほぼ等しく、前記ＮＭＲ装置用試験管の軸と前記柱状部材の軸とが平行、あるいはほぼ平行であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のＮＭＲ装置用試験管。
【請求項５】
前記柱状部材が非強磁性金属を含む構成であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のＮＭＲ装置用試験管。
【請求項６】
前記柱状部材が、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｎｂ、Ｔａおよび黄銅から選ばれた１種または複数種の非強磁性金属を含む構成であることを特徴とする請求項５記載のＮＭＲ装置用試験管。
【請求項７】
前記柱状部材を第一の柱状部材とし、この第一の柱状部材に加えて、前記ＮＭＲ装置用試験管の内部に、前記プローブ筐体と同じ材料、あるいは磁化率がほぼ等しい材料で構成された第二の柱状部材を少なくとも１つ以上設け、この第二の柱状部材の試料領域側の面と前記静磁場の中心軸との距離を、前記試験管挿入部付近における前記プローブ筐体の内側の面と前記静磁場の中心軸との距離と等しく、またはほぼ等しくしたことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のＮＭＲ装置用試験管。
【請求項８】
前記第二の柱状部材の直径が前記ＮＭＲ装置用試験管の内径より小さく、前記第二の柱状部材の軸方向の長さが前記試験管挿入部付近における前記プローブ筐体の厚さと等しく、またはほぼ等しく、前記ＮＭＲ装置用試験管の軸と前記第一の柱状部材の軸とが平行、あるいはほぼ平行であることを特徴とする請求項７記載のＮＭＲ装置用試験管。
【請求項９】
前記第二の柱状部材がセラミックスまたは樹脂を含む構成であることを特徴とする請求項７または８に記載のＮＭＲ装置用試験管。
【請求項１０】
前記ＮＭＲ装置用試験管に入れて測定する試料と同じ材料、あるいは磁化率がほぼ等しい材料で構成された前記第三の柱状部材を少なくとも１つ以上前記ＮＭＲ装置用試験管の内部に設けたことを特徴とする請求項７〜９のいずれか１項に記載のＮＭＲ装置用試験管。
【請求項１１】
前記プローブの外部から試料を供給可能とするための試料流通管を有することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載のＮＭＲ装置用試験管。
【請求項１２】
試験管挿入部を有するプローブ筐体と、このプローブ筐体に内蔵されたアンテナコイルと、このアンテナコイルを囲む高周波シールドとを含むプローブを有するＮＭＲ装置であって、前記プローブに請求項１〜１１のいずれか１項に記載のＮＭＲ装置用試験管を、前記試験管挿入部を介して装着したことを特徴とするＮＭＲ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＮＭＲ装置用試験管およびこれを用いたＮＭＲ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
核磁気共鳴装置（Ｎｕｃｌｅａｒ  Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ；以下、ＮＭＲ装置と呼ぶ）においては、アンテナコイルにより測定対象である試料へ高周波磁場を印加し、試料からの核磁気共鳴信号を受信する。高いＳＮ比のスペクトルを得るためには、信号強度が大きく、ノイズが小さいこと、および試料領域の静磁場均一度が高いことが求められる。
（アンテナコイルの感度領域）
非特許文献１によれば、信号強度はサンプル挿入時におけるＱ値の平方根に比例する。したがって、ＳＮ比を向上させるため、できる限りＱ値を高くする必要がある。アンテナコイルの感度領域が不必要に広いと、Ｑ値が低下しやすい。
【０００３】
アンテナコイルの感度領域が不必要に広いと計測に不要なノイズを受信しやすくなる。ノイズ低下のため、ＮＭＲ装置用のアンテナコイルは感度分布を試料領域のみに制限することが望ましい。
【０００４】
アンテナコイルの感度分布を調整する方法として、アンテナコイルを金属で囲む「高周波シールド」が知られている。
【０００５】
【数１】
2010038668.tif 000003
【０００６】
式（１）で示される表皮深さは、ある材質に入射した電磁波が１／ｅに減衰する距離である。十分なシールド効果を得るには、式（１）に示した表皮深さより厚い導体でアンテナコイルを囲む必要である。
（静磁場均一度）
ＮＭＲ装置の分野では試料領域の不整磁場を評価する際、磁場を式（２）で表す。展開係数が不整磁場の大きさを表しており、試料領域の静磁場が完全に均一の場合にはｍ＝ｎ＝０以外の項が全て０となる。本明細書中では、展開係数をＡ（ｎ）（ｍ）、Ｂ（ｎ）（ｍ）と表記する。
【０００７】
【数２】
2010038668.tif 000004
【０００８】
静磁場中に置かれた物質Ａと物質Ｂとの界面には、式（３）で表される磁荷ｄｑｍが生じる。
【０００９】
【数３】
2010038668.tif 000005
【００１０】
界面に生じる磁荷を小さくするためには、物質同士の磁化率差を小さくすればよい。例えば、プローブ筐体と大気の界面に生ずる磁荷を小さくするには、プローブ筐体の磁化率を大気の磁化率に近づけることが望ましい。
【００１１】
また、試験管とサンプルとの界面に生ずる磁荷を小さくするには、特許文献１に示すように、試験管の磁化率をサンプル（溶媒）の磁化率に近づけることが望ましい。
【００１２】
特許文献１には、核磁気共鳴装置に用いる試料管を、試料の磁化率に近似する磁化率を有するガラス物質を用いて構成した核磁気共鳴装置用試料管が開示されている。
【００１３】
磁荷ｄｑｍが点ｒ’に作るｚ方向の磁場ｄＢｚ（ｒ’）は式（４）で表され、磁荷に近い位置ではシムコイルで補正が困難な高次の不整磁場を作る。式（３）より、磁荷は静磁場Ｂ０と非平行な界面のみ生じるので、静磁場Ｂ０と非平行な界面を試料領域から遠ざけることが望ましい。
【００１４】
【数４】
2010038668.tif 000006
【００１５】
【特許文献１】特開平７−８４０２３号公報
【非特許文献１】Ｄ．Ｉ．Ｈｏｕｌｔ  ａｎｄ  Ｒ．Ｅ．Ｒｉｃｈａｒｄｓ、Ｊ．Ｍａｇｎ．Ｒｅｓｏｎ．２４、７１〜８５（１９７６）：信号強度とアンテナのＱ値
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明の目的は、高周波シールドおよびプローブ筐体に設けたサンプル挿入部におけるシールド効果および静磁場均一度の低下を抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記課題を解決するための一つの手段として、次のようなＮＭＲ装置用試験管を提案する。
【００１８】
本発明のＮＭＲ装置用試験管は、試験管挿入部を有するプローブ筐体と、このプローブ筐体に内蔵されたアンテナコイルと、このアンテナコイルを囲む高周波シールドとを含むプローブに、前記試験管挿入部を介してＮＭＲ装置の静磁場の中心部に装着するＮＭＲ装置用試験管であって、このＮＭＲ装置用試験管の内部に、前記高周波シールドと同じ材料、あるいは前記高周波シールドと磁化率が等しい、またはほぼ等しい材料で構成された柱状部材を少なくとも１つ以上設け、この柱状部材は、前記ＮＭＲ装置用試験管を前記プローブに装着した時に前記高周波シールドを補助し、前記アンテナコイルの感度領域を制限することを特徴とする。
【００１９】
もう一つの手段として、上記のＮＭＲ装置用試験管をプローブに装着したＮＭＲ装置を提案する。
【００２０】
本発明のＮＭＲ装置は、上記のＮＭＲ装置用試験管をプローブに装着することによって、柱状部材が高周波シールドを補助する構造を形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、高周波シールドおよびプローブ筐体に設けたサンプル挿入部におけるシールド効果および静磁場均一度の低下を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明のＮＭＲ装置用試験管は、試験管内に高周波シールドと同じ材料、または、ほぼ磁化率の等しい材料の柱状部材を、この柱状部材の試料領域側の面と静磁場の中心との距離が、高周波シールドの内半径と等しく、あるいはほぼ等しくなる位置に配置することを特徴とする。
【００２３】
以下、本発明によるＮＭＲ装置（核磁気共鳴装置）を説明する。
【００２４】
以下の実施例においては、静磁場発生用コイルユニットとして、スプリット型マグネットを用いた水平型ＮＭＲ装置を例示する。
【００２５】
図１は、ＮＭＲ装置の一般的な構成を示す概略断面図である。
【００２６】
スプリット型マグネット１は、中心軸を同じくした、直径の異なる複数の超電導コイルを組み合わせた２組のコイル群を面対称に配置したものであり、中心軸近傍に強力な静磁場を発生させるようになっている。本実施例では、スプリット型マグネット１は、中心軸を水平方向に向けて設置してある。プローブ筐体２は、スプリット型マグネット１の中心軸付近の空洞１０２（ボア）に水平方向から挿入するようになっている。サンプルを入れた試験管３は、２組のコイル群により形成される隙間１０３を利用して鉛直方向から出し入れを行う。プローブ筐体２には試験管挿入用の穴（サンプル挿入部または試験管挿入部と呼ぶ）が設けてあり、試験管３を囲むようにしてソレノイド型のアンテナコイル４が配置されている。
【００２７】
ここで、アンテナコイル４を内蔵するプローブ筐体２をプローブと呼ぶことにする。
【００２８】
静磁場を発生するスプリット型マグネット１は、超電導磁石（超電導コイル）で形成されている。つまり、外側の真空容器（図示せず）の中に、熱輻射シールド容器（図示せず）および液体ヘリウム容器１０１が収められ、液体ヘリウム容器１０１の内部に超電導コイルが巻装・設置されている。超電導磁石により発生する静磁場は、水素核の共鳴周波数３００ＭＨｚに対応し、強度は約７テスラである。
【００２９】
スプリット型マグネット１によって作られた基本磁場の不均一性を補正するために、シムコイル（図示せず）と電源（図示せず）が必要である。
【００３０】
図２は、高周波シールド５、および円筒形のプローブ筐体２に穴の開いていない場合の模式図である。
【００３１】
図中の破線で囲んだ領域は、ソレノイド型のアンテナコイル４の感度領域を示す。式（１）の表皮深さよりも厚い金属でソレノイド型のアンテナコイル４を囲んでいるため、感度領域は高周波シールド５内に制限されている。
【００３２】
また、静磁場Ｂ０と非平行な界面（平行でない界面）は、円筒形のプローブ筐体２の長手方向の端部のみである。したがって、式（３）より高周波シールド５、プローブ筐体２の長手方向端部のみに磁荷が生じる。この場合には、試料領域と磁荷の生ずる位置が離れているため、不整磁場の高次項が小さくシムコイルによる補正がしやすい。
【００３３】
図３は、高周波シールド５、および円筒形のプローブ筐体２に穴の開いている場合の模式図である。
【００３４】
図中の破線で囲んだ領域は、ソレノイド型のアンテナコイル４の感度領域を示す。図２と同様、高周波シールド５の厚さは表皮深さよりも厚いが、高周波シールド５にサンプル挿入用の穴１１１があるため、完全にソレノイド型のアンテナコイル４を金属で囲むことができない。よって、感度領域が高周波シールド５の穴１１１の内部にまで広がっている。
【００３５】
また、静磁場Ｂ０と非平行な界面は、円筒形のプローブ筐体２の長手方向の端部、およびサンプル挿入用の穴１１１の位置である。したがって、式（３）より高周波シールド５、プローブ筐体２の長手方向端部と穴１１１の位置に磁荷が生じる。穴１１１の位置で生じる磁荷は試料領域と近く、不整磁場の高次項が大きいため、シムコイルによる補正が困難である。
【００３６】
本発明の目的は、試験管挿入用の穴を有するとともに、アンテナの感度領域を高周波シールド内に制限し、試料領域における静磁場均一度の向上を実現することにある。
【００３７】
本発明との比較のため、図４に通常の試験管の模式図を示す。本図において、サンプル挿入用の穴１１１から挿入した試験管３の周辺には高周波シールド５、６を有するプローブ筐体２がある。高周波シールド５、６はニオブ（Ｎｂ）、プローブ筐体２は石英ガラスで構成されている。高周波シールド５、６の厚さは、式（１）で算出される３００ＭＨｚにおける表皮深さ１１μｍよりも厚くする。また、試験管３を取り囲むようにソレノイド型のアンテナコイル４が設置されており、３００ＭＨｚで共振するように調整されている。
【００３８】
以下、本発明による実施例を説明する。
【実施例１】
【００３９】
図５Ａは、実施例１を示す模式断面図である。また、図５Ｂは、図５Ａの試験管３の詳細を示す断面図である。
【００４０】
図５Ａにおいて、サンプル挿入用の穴１１１から挿入した試験管３は、アンテナコイル４に最も近い位置にある高周波シールド５と同じ材料の柱状部材５１を２つ有する。この柱状部材５１は、試験管３の内部で、アンテナコイル４の上方および下方に当たる位置に設置してある。すなわち、柱状部材５１は、アンテナコイル４の外側に設置してある。
【００４１】
また、少なくとも柱状部材５１の一部と静磁場の中心軸との距離が、サンプル挿入用の穴１１１（試験管挿入部）付近における高周波シールド５と静磁場の中心軸との距離と等しくしてある。これにより、柱状部材５１は、試験管３をプローブ筐体２に挿入（プローブに装着）した時に、高周波シールド５の機能を補助する補助材として機能する。この場合に、柱状部材５１の試料領域側（アンテナコイル４側）の面と静磁場の中心との距離は、サンプル挿入用の穴１１１（試験管挿入部）付近における高周波シールド５の内側の面と静磁場の中心軸との距離よりも若干大きくても許容される。すなわち、柱状部材５１の試料領域側の面が、サンプル挿入用の穴１１１（試験管挿入部）付近における高周波シールド５の内側の面よりも、静磁場の中心軸から離れていてもよい。
【００４２】
柱状部材５１は、第一の柱状部材と呼んでもよい。
【００４３】
柱状部材５１の円柱軸方向の長さは、高周波シールド５の厚さと等しく、またはほぼ等しく、柱状部材５１の直径は試験管３の内径より小さい。
【００４４】
また、柱状部材５１の軸と試験管３の軸とは平行、あるいはほぼ平行であり、柱状部材５１の試料領域側の面と、静磁場の中心との距離は、高周波シールド５の内半径に等しい、あるいはほぼ等しい。更に一般化して言うならば、柱状部材５１の試料領域側の面と静磁場の中心軸との距離が、サンプル挿入用の穴１１１（試験管挿入部）付近における高周波シールド５の内側の面と静磁場の中心軸との距離と等しい、あるいはほぼ等しい、と言うことができる。すなわち、柱状部材５１は、高周波シールド５の形状が円筒形ではない場合も含めて、試験管挿入部のシールド機能を向上させる部材である。
【００４５】
図５Ｂにおいては、試験管３の内部における柱状部材５１の実装状態を示している。本図において、試験管３は蓋２０２を有し、試験管３の上部に設置する柱状部材５１ａを、棒状樹脂２０３および固定用ネジ２０４を介して蓋２０２に固定している。また、柱状部材５１ｂは、試験管３の下部の内径が小さくなった部分を利用して固定してある。
【００４６】
図４に示した通常の試験管を使用する際には、アンテナコイル４の感度領域がアンテナコイル４の軸方向に広がっていたが、本実施例では、柱状部材５１により感度分布が高周波シールド５内に制限される。
【００４７】
図６は、本実施例の不整磁場の計算モデルを示したものである。高周波シールド５および柱状部材５１の材料はＮｂとし、各々の厚さは１ｍｍとした。高周波シールド５の内径は３８ｍｍ、外径は４０ｍｍとした。また、試験管挿入用の穴１１１の内径は、１０ｍｍとした。柱状部材５１の直径は４．２ｍｍとした。さらに、静磁場はｚ方向に７テスラとした。簡単のため、高周波シールド５および柱状部材５１が作る不整磁場のみ計算を行った。ここで、Ｎｂの磁化率は２．３７×１０−４（ＳＩ単位）とした。
【００４８】
図７は、図６の計算モデルに基づく計算結果を示したグラフである。横軸は式（２）で示した展開係数、縦軸は７テスラを基準にした各展開係数の大きさである。それぞれの展開係数に対して２本の棒グラフで表した値は、左側が高周波シールド５のみの場合であり、右側が高周波シールド５および柱状部材５１を組み合わせた場合である。
【００４９】
それぞれの展開係数に対して２本の棒グラフで表した値を比較すると、シムコイルでの補正が困難な高次項も柱状部材５１をつけることで不整磁場がおよそ６０〜１０％になることがわかる。
【００５０】
図８は、図６の計算モデルにおいて柱状部材５１の材料を変更し、高周波シールドと磁化率がほぼ等しい材料として計算した結果を示したグラフである。高周波シールド５、柱状部材５１の材料はそれぞれ、ニオブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）としたものである。静磁場はｚ方向に７テスラとした。ここで、Ｔａの磁化率は１．７×１０−４（ＳＩ単位）とした。
【００５１】
グラフの見方は、図７の場合と同様である。それぞれの展開係数に対して２本の棒グラフで表した値を比較すると、シムコイルでの補正が困難な高次項も柱状部材５１をつけることで不整磁場がおよそ７０〜３５％になることがわかる。
【００５２】
第一の柱状部材に用いる、高周波シールドと磁化率がほぼ等しい材料に、高周波シールドと同じ材料も含まれることは言うまでもない。
【００５３】
柱状部材５１（第一の柱状部材）は、非強磁性金属を含む構成であることが望ましい。この場合に、柱状部材５１は、非強磁性金属の粒子を樹脂やセラミックスに分散して固めた部材でもよいし、非強磁性金属を樹脂やセラミックスで被覆した部材でもよい。
【００５４】
また、柱状部材５１（第一の柱状部材）は、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｎｂ、Ｔａおよび黄銅から選ばれた１種または複数種の非強磁性金属を含む構成であることが望ましい。
【実施例２】
【００５５】
図９は、実施例２を示す模式断面図である。本実施例では、実施例１の構成である柱状部材５１に加えて、プローブ筐体２と磁化率が等しい、あるいはほぼ等しい材料の柱状部材２１を２個追加した試験管を用いる。柱状部材２１は、第二の柱状部材と呼んでもよい。
【００５６】
柱状部材２１の円柱軸方向の長さはプローブ筐体２の厚さと等しい、あるいはほぼ等しく、柱状部材２１の直径は試験管３の内径より小さく、柱状部材５１の直径と等しい、あるいはほぼ等しい。また、柱状部材２１の軸と試験管３の軸とは平行、あるいはほぼ平行であり、柱状部材２１の試料領域側の面と、静磁場の中心との距離は、プローブ筐体２の内半径に等しい、あるいはほぼ等しい。更に一般化して言うならば、柱状部材２１の試料領域側の面と静磁場の中心軸との距離が、サンプル挿入用の穴１１１（試験管挿入部）付近におけるプローブ筐体２の内側の面と静磁場の中心軸との距離と等しい、あるいはほぼ等しい、と言うことができる。
【００５７】
第二の柱状部材に用いる、プローブ筐体２と磁化率がほぼ等しい材料に、プローブ筐体２と同じ材料も含まれることは言うまでもない。
【００５８】
柱状部材５１および柱状部材２１は貼り合わせて一体化して使用することが望ましい。
【００５９】
また、柱状部材２１は、プローブ筐体２の材質に応じて、セラミックスまたは樹脂を含む構成とすることが望ましい。この場合に、柱状部材２１は、プローブ筐体２の材質に対応するセラミックスまたは樹脂の粒子を他の樹脂やセラミックスに分散して固めた部材でもよいし、プローブ筐体２の材質に対応するセラミックスまたは樹脂を他の樹脂やセラミックスで被覆した部材でもよい。
【００６０】
本実施例では、実施例１に示した効果に加えてプローブ筐体２の作る不整磁場を小さくすることができる。
【実施例３】
【００６１】
図１０は、実施例３を示す模式断面図である。本実施例では、実施例２の構成である柱状部材５１および柱状部材２１に加えて、高周波シールド６と同じ材料の柱状部材６１を２個追加した試験管を用いる。柱状部材６１は、柱状部材５１と同様の考え方に基づくものであり、第一の柱状部材の一例とみなしてよい。
【００６２】
柱状部材６１の円柱軸方向の長さは高周波シールド６の厚さと等しい、あるいはほぼ等しく、柱状部材６１の直径は試験管３の内径より小さく、柱状部材５１、２１の直径と等しい、あるいはほぼ等しい。また、柱状部材６１の軸と試験管３の軸とは平行、あるいはほぼ平行であり、柱状部材６１の試料領域側の面と、静磁場の中心との距離は、高周波シールド６の内半径に等しい、あるいはほぼ等しい。更に一般化して言うならば、柱状部材６１の試料領域側の面と静磁場の中心軸との距離が、サンプル挿入用の穴１１１（試験管挿入部）付近における高周波シールド６の内側の面と静磁場の中心軸との距離と等しい、あるいはほぼ等しい、と言うことができる。
【００６３】
柱状部材５１、柱状部材２１および柱状部材６１は貼り合わせて一体化して使用することが望ましい。
【００６４】
本実施例では、実施例２に示した効果に加えて高周波シールド６の作る不整磁場を小さくすることができる。
【実施例４】
【００６５】
図１１は、実施例４を示す模式断面図である。本実施例では、実施例３の構成である柱状部材５１、柱状部材２１および柱状部材６１に、試験管３の内部の溶媒（試料）と磁化率を揃えた（磁化率が等しい、あるいはほぼ等しい）材料の柱状部材７を２個追加した試験管３を用いる。柱状部材７の材料は、試料と磁化率が等しく、あるいはほぼ等しくなるように調整されている。柱状部材７は、第三の柱状部材と呼んでもよい。
【００６６】
柱状部材７の直径は試験管３の内径より小さく、柱状部材５１、２１の直径と等しく、あるいはほぼ等しくし、柱状部材５１よりも静磁場の中心に近い位置に配置する。また、柱状部材７の軸と試験管３の軸とは平行、あるいはほぼ平行である。
【００６７】
柱状部材５１、柱状部材２１、柱状部材６１および柱状部材７は、貼り合わせて一体化して使用することが望ましい。
【００６８】
本実施例では、実施例３に示した効果に加えて試料領域が磁場中心付近に制限されているため、静磁場均一度が高い領域にあるサンプルの信号のみを測定できる。
【実施例５】
【００６９】
図１２は、実施例５を示す模式断面図である。本実施例では、実施例４の構成に、試料流通管８を追加した試験管３を用いる。そして、試験管３の下端および上端にそれぞれ、配管３０１、３０２を接続することにより、プローブの外部から液体の試料を供給または循環することができるようにしてある。本実施例においては、試料を試験管３の下部から配管３０１を介して供給し、試験管３の上部から配管３０２を介して流出させるようになっている。
【００７０】
試料流通管８の直径を試験管３の内径より十分に小さくすることで、実施例４と同様に静磁場均一度が高い領域にあるサンプルの信号のみを測定できる。
【００７１】
本実施例では、実施例４に示した効果に加えて、試料を流し入れることで試料のみを交換（供給）することができるため、試料の交換時間が短くできる。
【００７２】
以上の実施例においては、柱状部材が、試験管の内部で、アンテナコイルの上方および下方に当たる位置に設置した場合について述べたが、これに限定されるものではなく、柱状部材がアンテナコイルの上方または下方のいずれかに当たる位置に設置した場合であっても、柱状部材を用いない場合に比べて、試料領域における静磁場均一度を向上させることができる。
【００７３】
また、柱状部材は、非強磁性金属を含む構成であることが望ましい。
【００７４】
また、柱状部材を構成する非強磁性金属は、上述のニオブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）に限定されるものではなく、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、ニオブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）および黄銅から選ばれた１種または複数種の金属を含む構成であることが望ましい。
【００７５】
上述の実施例においては、柱状部材が円柱状であることを前提にして説明してきたが、これに限定されるものではなく、三角柱、四角柱、五角柱、六角柱などの多角柱でもよいし、円柱の側面の一部を平面または凹面とした形状のものでもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本発明は、サンプル挿入用の穴が形成された円筒型プローブ筐体を有するＮＭＲ装置に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】スプリット型マグネットを使った水平磁場型ＮＭＲ装置の概略構成図である。
【図２】高周波シールド、プローブ筐体に穴の開いていない場合の磁荷と感度分布を模式的に表した断面図である。
【図３】高周波シールド、プローブ筐体に穴の開いている場合の磁荷と感度分布を模式的に表した断面図である。
【図４】通常の試験管を模式的に表した断面図である。
【図５Ａ】本発明による実施例１を模式的に表した断面図である。
【図５Ｂ】図５Ａの試験管の詳細を示す断面図である。
【図６】本発明による実施例１における高周波シールドと同じ材料の柱状部材を用いた計算モデルの概略斜視図である。
【図７】図６の計算モデルに基づく不整磁場の計算結果を示すグラフである。
【図８】図８のモデルに基づく不整磁場の計算結果を示すグラフである。
【図９】本発明による実施例２を模式的に表した断面図である。
【図１０】本発明による実施例３を模式的に表した断面図である。
【図１１】本発明による実施例４を模式的に表した断面図である。
【図１２】本発明による実施例５を模式的に表した断面図である。
【符号の説明】
【００７８】
１：スプリット型マグネット、２：プローブ筐体、３：試験管、４：アンテナコイル、５、６：高周波シールド、７、２１、５１、６１：柱状部材、８：試料流通管、１１１：穴。
【図１】
2010038668.tif 000007
【図２】
2010038668.tif 000008
【図３】
2010038668.tif 000009
【図４】
2010038668.tif 000010
【図５Ａ】
2010038668.tif 000011
【図５Ｂ】
2010038668.tif 000012
【図６】
2010038668.tif 000013
【図７】
2010038668.tif 000014
【図８】
2010038668.tif 000015
【図９】
2010038668.tif 000016
【図１０】
2010038668.tif 000017
【図１１】
2010038668.tif 000018
【図１２】
2010038668.tif 000019