【手続補正書】
【提出日】平成16年8月23日(2004.8.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
変調信号により周波数変調された変調波を発振する発振器と、
内部又は近傍に試料を有し、前記発振器からの変調波に追従して共振周波数を変化させるように、変調信号により共振周波数を可変とする共振器を備え、
前記共振器内の試料に前記発振器からの変調波を与え、試料に印加される磁界又は変調波の搬送波周波数を掃引することにより、前記発振器からの変調波と前記共振器からの反射波とに基づいて検波出力を求めるようにした磁気共鳴測定装置。
【請求項２】
変調信号により周波数変調された変調波を発振する発振器と、
内部又は近傍に試料を有し、変調信号により共振周波数を可変とする共振器と、
前記発振器からの変調波に追従して前記共振器の共振周波数を変化させるように、前記発振器及び前記共振器に変調信号を供給する変調信号コントローラと、
前記試料に直流磁界を印加する直流磁界用コイルと、
前記発振器から出力された変調波を主変調波及び参照変調波に分岐する分配器と、
前記分配器により分岐された主変調波を前記共振器に供給する主変調波供給部と、
前記共振器から反射された反射波を検出する反射波検出部と、
前記反射波検出部により検出された反射波と前記参照変調波とに基づいて検波を行うミキサを備え、
前記共振器内の試料に前記発振器からの変調波を与え、試料に印加される磁界又は変調波の搬送波周波数を掃引することにより、前記発振器からの変調波と前記共振器からの反射波とに基づいて検波出力を求めるようにした磁気共鳴測定装置。
【請求項３】
変調信号が入力され、検波出力に基づいて変調周波数成分を抽出することにより、電子スピン共鳴信号又は核磁気共鳴信号を出力するロックインアンプをさらに備えた請求項１又は２に記載の磁気共鳴測定装置。
【請求項４】
試料に与えられる直流磁界を掃引することにより、前記ロックインアンプから出力された電子スピン共鳴信号に基づいて、電子スピン共鳴又は核磁気共鳴を測定する計測処理部をさらに備えた請求項１乃至３のいずれかに記載の磁気共鳴測定装置。
【請求項５】
前記共振器に入力される変調信号を増幅するアンプをさらに備えた請求項１乃至４のいずれかに記載の磁気共鳴測定装置。
【請求項６】
前記発振器からの変調波は、ラジオ波から準光学及び光学領域までの周波数のいずれかの周波数を用いたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の磁気共鳴測定装置。
【請求項７】
試料が内包されるためのループ部とギャップ部とを有するループ・ギャップ共振素子と、
前記ループ・ギャップ共振素子のギャップ部近傍に設けられたスペーサと、
前記スペーサを挟んで前記ループ・ギャップ共振素子の反対側でギャップの両側近傍にそれぞれ設けられた複数の電極と、
複数の前記電極間に接続された可変容量ダイオードと、
一方又は各々の前記電極に設けられたチョークコイルを備え、
前記チョークコイルを介して前記電極に電圧を印加することにより、共振周波数を可変とする共振器。
【請求項８】
前記スペーサは、複数の前記電極に対して共通にひとつ設けられているか又は前記電極毎にそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項７に記載の共振器。
【請求項９】
前記スペーサを挟んで前記ループ・ギャップ共振素子の反対側でギャップの近傍に設けられた他の電極をさらに備えたことを特徴とする請求項８に記載の共振器。
【請求項１０】
前記請求項７乃至９のいずれかに記載の共振器を用いた、請求項１乃至８のいずれかに記載の磁気共鳴測定装置。
【請求項１１】
共振器の内部又は近傍に試料を配置し、
変調信号に追従して共振器の共振周波数を可変とし、
変調信号により周波数変調された変調波を発振し、
試料に変調波を与え、
試料に印加される磁界又は変調波の搬送波周波数を掃引し、
変調波と共振器からの反射波とに基づいて電子スピン共鳴又は核磁気共鳴を測定するようにした磁気共鳴測定方法。
【請求項１２】
変調信号により周波数変調された変調波を発振し、
変調波を主変調波及び参照変調波に分岐し、
発振された変調波又は主変調波に追従して共振周波数を可変とした共振器の内部又は近傍に試料を配置し、
試料に印加する磁界又は変調波の搬送波周波数を掃引し、
分岐された主変調波を試料に導き、
共振器から反射された反射波と参照波とに基づいて検波出力を求め、
検波出力に基づいて電子スピン共鳴又は核磁気共鳴を測定するようにした磁気共鳴測定方法。
【請求項１３】
変調信号が入力され、検波出力に基づいて変調周波数成分を抽出することにより、電子スピン共鳴信号又は核磁気共鳴を出力するようにした請求項１２に記載の磁気共鳴測定方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ＥＳＲ法は、電子が有する磁気モーメントの運動を利用して、フリーラジカルのような不対電子をもつ原子や分子について測定する方法である。通常、電子は、原子又は分子軌道に対をなして含まれるが、遷移金属イオンやラジカルでは、それらの軌道に例えば１個の電子のみが存在する場合がある。このような電子を不対電子という。ＥＳＲの応用分野は、化学、物理学、生物学、医学及び薬学等のように広範囲にわたる。最近、生体に自然発生するフリーラジカル（不対電子をもつ分子）が、癌や老化等に関係しているのではないかと言われ、医学及び薬学などの分野で話題になっている。フリーラジカルは、化学反応性が高いため、ＥＳＲはこれを非破壊的に測定する現在唯一の有効な方法である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
図１０に、従来のＣＷ−ＥＳＲ装置の構成図を示す。
ＣＷ−ＥＳＲ装置は、発振器１０１、共振器１０２、変調磁界用コイル１０３、ミキサ１０４、直流磁界用コイル１０５、移相器１０６、パワーアンプ１０７、サーキュレータ１０８、シグナルアンプ１０９、変調用発振器１１０、ロックインアンプ１１１、分配器１１２、結合度可変１ターンコイル１１３、計測処理部１１４を備える。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
図１１に、従来のＬバンドＣＷ−ＥＳＲ装置に用いられる共振器と変調磁界用コイルについての構成図を示す。
周波数一定のマイクロ波が、同軸ケーブル及び１ターンコイルを有する１ターンコイル１１３を介して、共振器１０２内の試料１１５に与えられる。試料１１５の挿入された共振器１０２から反射された反射波は、１ターンコイル１１３の１ターンコイルを介してサーキュレータ１０８に戻される。測定の際、直流磁界用コイル１０５が、試料に印加する直流磁界を掃引するとともに、変調磁界用コイル１０３が磁界の時間的変化を発生する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の解決手段によると、
変調信号により周波数変調された変調波を発振する発振器と、
内部又は近傍に試料を有し、前記発振器からの変調波に追従して共振周波数を変化させるように、変調信号により共振周波数を可変とする共振器を備え、
前記共振器内の試料に前記発振器からの変調波を与え、試料に印加される磁界又は変調波の搬送波周波数を掃引することにより、前記発振器からの変調波と前記共振器からの反射波とに基づいて検波出力を求めるようにした磁気共鳴測定装置を提供する。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
また、本発明の第３の解決手段によると、上述のような共振器を用いた磁気共鳴測定装置を提供する。
さらに、本発明の第４の解決手段によると、
共振器の内部又は近傍に試料を配置し、
変調信号に追従して共振器の共振周波数を可変とし、
変調信号により周波数変調された変調波を発振し、
試料に変調波を与え、
試料に印加される磁界又は変調波の搬送波周波数を掃引し、
変調波と共振器からの反射波とに基づいて電子スピン共鳴又は核磁気共鳴を測定するようにした磁気共鳴測定方法を提供する。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１に、本発明に係るＥＳＲ装置の構成図を示す。ここでは、一例として、周波数変調ＥＳＲ装置（Frequency Modulation−ＥＳＲ装置、ＦＭ−ＥＳＲ装置）が示されている。
ＦＭ−ＥＳＲ装置は、発振器１、共振器２、変調信号コントローラ３、ミキサ４、直流磁界用コイル５、移相器６、パワーアンプ７、サーキュレータ８、シグナルアンプ９、変調用発振器１０、ロックインアンプ１１、分配器１２、結合度可変１ターンコイル１３、計測処理部１４を備える。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
【数３】
2000065910.tif 000001
以上のようにして、ＤＢＭ検波後のスペクトラムが求められる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
次に、図８に、ＥＳＲ信号の測定値を表す説明図を示す。この図では、一例として、試料をＤＰＰＨ(１−diphenyl−２−picrylhydrazyl)粉末２０ｍｇとした場合の、ＥＳＲ信号の直流磁界に対する変化が示される。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】符号の説明
【補正方法】変更
【補正の内容】
【符号の説明】
１    発振器
２    共振器
３    変調信号コントローラ
４    ミキサ
５    直流磁界用コイル
６    移相器
７    パワーアンプ
８    サーキュレータ
９    シグナルアンプ
１０  変調用発振器
１１  ロックインアンプ
１２  分配器
１３  結合度可変１ターンコイル
１４  計測処理部