(57)【要約】【課題】ＮＭＲ測定における処理時間を改善する。    【解決手段】フローセルに連結された注入チュービングを有するプローブを用いてＮＭＲ試験を行う。前記注入チュービングの周囲にツイストペア線を固く螺旋状に巻いて、ヒータとして機能させる。熱平衡に達するのに必要な時間を短縮するために、試料液が試料源からフローセル内へ流れる時、試料液は予熱される。ツイストペア線をヒータとして用いると、誘起磁界の影響を最小に抑えることができる。制御装置は、注入チュービングにおける温度を感知するための温度センサを含んでおり、これによって、予熱温度を選択されたレベルに維持するためにヒータの電流を制御できる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フローセルと前記フローセルに連結された注入チュービングとを含むＮＭＲプローブを設けるステップと、
前記注入チュービングの周囲に巻いたツイストペア線を有するヒータを設けるステップと、
前記ツイストペア線に電流を流して発熱させるステップと、
特定量の試料液を前記注入チュービングに通して前記ＮＭＲプローブの前記フローセル内に送ることにより、前記試料液が前記フローセルに着く前に前記試料液を予熱するステップとを含む、ＮＭＲ測定方法。
【請求項２】
前記ＮＭＲプローブの周囲に均一な磁界を発生させるステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記注入チュービングにおける温度をモニタするステップと、前記注入チュービングを特定温度レベルに維持するために前記モニタされた温度に基づいて前記電流を制御するステップとをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記注入チュービングにおける温度をモニタするステップと、前記注入チュービングを特定温度レベルに維持するために前記モニタされた温度に基づいて前記電流を制御するステップとをさらに含む、請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記試料液が熱平衡に達するのに必要な時間を最小にするために、試料液の前記特定量に基づいて前記特定温度レベルを選択するステップをさらに含む、請求項３に記載の方法。
【請求項６】
前記試料液が熱平衡に達するのに必要な時間を最小にするために、試料液の前記特定量に基づいて前記特定温度レベルを選択するステップをさらに含む、請求項４に記載の方法。
【請求項７】
フローセルと前記フローセルに連結された注入チュービングとを含むＮＭＲプローブと、
前記注入チュービングの周囲に巻いたツイストペア線を有するヒータと、
前記ツイストペア線に電流を流して発熱させるための電源と、
試料液を前記注入チュービングに通して前記ＮＭＲプローブの前記フローセル内に送り、前記試料液が前記フローセルに着く前に前記試料液を予熱する手段とを含む、ＮＭＲ測定装置。
【請求項８】
前記ＮＭＲプローブの周囲に均一な磁界を提供する手段をさらに含み、前記ツイストペア線を流れる電流は前記均一な磁界を損なわない、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記注入チュービングにおける温度をモニタし、前記モニタされた温度に基づいて前記電流を制御する手段をさらに含む、請求項７に記載の装置。
【請求項１０】
前記注入チュービングにおける温度をモニタし、前記モニタされた温度に基づいて前記電流を制御する手段をさらに含む、請求項８に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、核磁気共鳴（ＮＭＲ）測定の技術分野に関する。さらに詳細には、本発明は、ＮＭＲ分光計におけるＮＭＲ測定の測定前および測定中に液体試料温度を制御する方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
高処理能のＮＭＲ技術においては、時間の節約が最重要である。たいていの高処理能のＮＭＲ技術はフロープローブを使用し、液体試料は小さい内径を有するチュービングを介してＮＭＲプローブ内に押し込まれて、プローブの活性領域すなわちフローセルに送られる。その後、試料を熱平衡にまで加熱するために貴重な時間が失われる。現在使用されている従来技術設計のＭＮＲプローブにおいて熱平衡に達する時間は、所望の目的温度によって２分またはそれ以上であろう。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の一般的な目的は、ＮＭＲ測定における処理時間を改善することである。
本発明の特別な目的は、測定のための磁界を乱すことなく、ＮＭＲプローブ内に押し込まれる液体試料を予熱する方法および装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明によりＮＭＲ試験を実施するために、試料液を試料源からフローセルまで送る注入チュービングは、フローセルへ流れる試料液を予熱して試料液が熱平衡に達するまでの時間を短縮できるように、周囲に螺旋状に固く巻かれたツイストペア線を有するヒータを備えている。ツイストペア線をヒータとして使用すると、誘起された磁界の影響が最小になる。注入チュービングの温度をモニタし且つ制御するために、市販のプロセス制御装置の使用が可能であり、それによって温度を所望のレベルに維持できるようにヒータを通る電流を制御することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００５】
図１は、本発明によるＮＭＲ試験のための一般的な構成を示す。番号１０は、フローセル１２と液体移送ラインの作用をする注入チュービング１４とを含むＮＭＲプローブを示す。試料液は、高圧液クロマトグラフィ（ＨＰＬＣ）システムまたは公知の液体処理ロボットであってもよい試料源２０から注入チュービング１４を介してフローセル１２へ流れる。フローセル１２がＮＭＲ分光法に必要なコイルの活性領域の中心に存在するように、ＮＭＲプローブ１０は高磁界マグネット３０内に位置している。
【０００６】
図２に明確に示されたように、フローセル１２に至る注入チュービング１４は、ヒータとして機能するように周囲に固く螺旋状に巻かれ且つ電源（図示せず）に接続されたツイストペア線１５を有している。フローセル１２を注入チュービング１４に連結するために、公知の取付け具が使用されている。
ツイストペア線１５は注入チュービング１４用のヒータとして使用される。これによってヒータ線を流れる電流により生じる誘起磁界を低減させ、高磁界マグネット３０に極めて重要な均一性条件を維持できる。
【０００７】
番号１７は、注入チュービング１４における温度を感知するサーモカップル（熱電対）を示す。図示されていないが、サーモカップル１７により感知された温度に基づいて注入チュービング１４の温度を制御するために、市販の外部温度コントローラが備えられている。
従って本発明のＮＭＲ試験の方法は、注入チュービング１４を介してＮＭＲプローブ１０のフローセル１２内に送られる試料液を予熱するステップを含むことを特徴とする。試料液が試料源２０から流れる時、試料液は移送ラインである注入チュービング１４内において、または丁度プローブ１０内に入る時に加熱され始める。試料液は流速１ｍｌ／分〜４ｍｌ／分で流れる小さい液流になりがちであるため、試料液は注入チュービング１４において予熱され得る。
【０００８】
電流がコイル線を流れると、それによって磁界が誘起されることは、エレクトロニクスにおいて公知である。予熱工程はツイストペア線１５を備えたヒータにより実施されるので、２個の等しく反対の磁界が生じるが、これらは互いに相殺し合い、高質のＮＭＲ分光法に必要な磁界の全体的均一性を損なわない。
注入チュービング１４の温度はモニタされ、サーモカップル１７により感知された温度に基づいてヒータの電流が制御される。
【実施例】
【０００９】
次に本発明を実施するモデルプローブを用いて得られた実験結果により、本発明を説明する。１０％の重水と塩化ナトリウムと２ナトリウム２水素エチレンジアミンテトラアセテート（ＥＤＴＡ）とを含む試料液を用いてテストを行った。この試料は、マーカーとして使用される温度依存化学シフトを有していた。分光計は重水にロックされているため、試料が温まるにつれて、ＥＤＴＡの共鳴周波数は水信号に対して変化する。いったん共鳴周波数が変化を止めると、試料は熱平衡状態にあると考えてよい。このようにして、熱平衡状態に達するのにかかる時間が決定できる。図３、４、５は、試料液の予熱により、プローブ１０の活性領域内すなわちフローセル１２における熱平衡達成に必要な時間が大きく短縮されることを示している。
【００１０】
図３は、予熱せずに、１ｍｌの試料液をフロープローブに注入した直後に収集した温度感知ＮＭＲ信号のスペクトルを示している。試料の温度が２２℃から４８℃へ平衡するに従って、信号の周波数が変化している。信号の周波数が安定した時、フローセル内の試料液は平衡に達したと考えられる。この実験で平衡に達するまでの時間は９５秒であった。
図４は、予熱温度を４８℃に設定して得られるスペクトルを示している。予熱された注入チュービング１４を有するフロープローブに０．５ｍｌの試料液を注入した直後に、温度感知信号のＮＭＲ測定を開始した。磁界の均一性を損なうことなしに、平衡時間は約５秒にまで大きく短縮された。
【００１１】
図５は、予熱温度を同様に４８℃に設定して、１．０ｍｌの試料液を注入した後予熱した場合の効果を示している。平衡時間が約３０秒にまで短縮されているのが見られる。平衡時間は、予熱温度だけでなく注入される試料液の量によっても変化するので、平衡時間を最小にするために、使用者は試料液の注入量に基づいて予熱温度を調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】ＮＭＲ試験用に設定された本発明のＮＭＲプローブの概略図である。
【図２】図１に示されたＮＭＲプローブの部品の外側概略図である。
【図３】予熱素子の温度および注入試料液の量を変えて本発明のＮＭＲプローブに試料液を注入した後の、異なる時間におけるＮＭＲ信号のスペクトルのダイアグラムである。
【図４】予熱素子の温度および注入試料液の量を変えて本発明のＮＭＲプローブに試料液を注入した後の、異なる時間におけるＮＭＲ信号のスペクトルのダイアグラムである。
【図５】予熱素子の温度および注入試料液の量を変えて本発明のＮＭＲプローブに試料液を注入した後の、異なる時間におけるＮＭＲ信号のスペクトルのダイアグラムである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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