(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
同じサンプルを繰り返しＮＭＲ測定して積算し検出感度を上げるＮＭＲ測定方法において、ＮＭＲのプローブにチューブをループ状につないで同一のサンプルを前記プローブ内部のサンプル流路及びチューブの流路に充填し、該充填したサンプルを前記プローブ内部のサンプル流路とチューブの流路との間の閉じた系で移動させて繰り返しＮＭＲ測定を行うことを特徴とするＮＭＲ測定方法。
【請求項２】
前記ループ状につないだチューブの途中にポンプを設け、サンプルをポンプで移動させることを特徴とする請求項１記載のＮＭＲ測定方法。
【請求項３】
前記ポンプのコントロールとＲＦパルスのコントロールを同期させることを特徴とする請求項１記載のＮＭＲ測定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、同じサンプルを繰り返しＮＭＲ測定して積算し検出感度を上げるＮＭＲ測定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
従来のＮＭＲでは、測定サンプルをサンプルチューブに入れて測定している。このような状態でサンプルは、物理的にサンプルチューブに固定されている。パルスＮＭＲにおいては、Ｔ１緩和の１．３倍の時間間隔で測定するのが最も積算効率がよい。しかし、多くのサンプルにおいてＴ１緩和時間の長いものが多く、充分なＳ／Ｎを得るためには時間がかかる。例えば６０ｓｅｃの１．３倍で１万回、２万回のオーダで積算を行おうとすると、膨大な時間がかかることになる。また、ＲＦパルス以外の物理的変化を加えるためには、プローブに特殊な変更を加える必要があった。
【０００３】
図４は従来のＬＣ−ＮＭＲ装置の構成例を示す図であり、１１はＨＰＬＣ、１２はＰＣ、１３は溶媒溜、１４はＵＶ検出器、１５はＮＭＲのマグネット、１６はＮＭＲプローブ、１７はスペクトロメータ、１８はシステムを示す。
【０００４】
液体クロマトグラフ装置（ＬＣ：liquid chromatography)から溶出する試料成分をＮＭＲ装置を用いて分析するＬＣ−ＮＭＲ装置では、例えば図４に示すように、ＨＰＬＣ１１において、内蔵されたポンプ（図示せず）で溶媒溜１３から溶媒を吸引すると共に、同じく内蔵された試料溜（図示せず）から試料溶液を吸引して、内蔵されたカラム（図示せず）で試料成分を成分毎に展開、分離する。展開、分離された試料成分は、ＵＶ波長帯に吸収を示すものが多いので、ＵＶ検出器１４を通過する際にＵＶ検出器１４によって順次検出され、ＵＶクロマトグラムを与える。
【０００５】
その後、試料は、ＮＭＲのマグネット１５に挿入されたＮＭＲプローブ１６に導入され、ＮＭＲスペクトルの測定に供される。このＮＭＲ測定は、ＵＶ検出器１４からの検出信号、すなわち、ＵＶクロマトグラムに同期させて（ただし、ＵＶ検出器１４で検出された試料成分がＮＭＲプローブ１６に移動するまでの遅延時間を設けて）行われることにより、ＨＰＬＣ１１で分離された試料成分毎のＮＭＲスペクトルを得ることができる。このときのＮＭＲ測定は、主にスペクトロメータ１７によって行われ、該スペクトロメータ１７は、システム１８によって制御され、取得されたＮＭＲデータの処理、解析は、主にシステム１８によって行われる。
【０００６】
上記のようにチューブレスプローブは存在するが、従来は、ＨＰＬＣ（高性能液体クロマトグラフ装置：high performance liquid chromatography) 、ＬＣ、リキッドハンドラー等に直接つないでおり、サンプルの入れ替えに使用しているにすぎない。したがって、依然として充分なＳ／Ｎを得るためには時間がかかるなどの問題を有する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するものであって、測定の待ち時間を短縮して同じサンプルを繰り返し測定できるようにするものである。
【０００８】
そのために本発明は、同じサンプルを繰り返しＮＭＲ測定して積算し検出感度を上げるＮＭＲ測定方法において、ＮＭＲのプローブにチューブをループ状につないで同一のサンプルを前記プローブ内部のサンプル流路及びチューブの流路に充填し、該充填したサンプルを前記プローブ内部のサンプル流路とチューブの流路との間の閉じた系で移動させて繰り返しＮＭＲ測定を行うことを特徴とする。
【０００９】
また、前記ループ状につないだチューブの途中にポンプを設け、サンプルをポンプで移動させること、前記ポンプのコントロールとＲＦパルスのコントロールを同期させることを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明にかかるＮＭＲ測定方方法の実施の形態を説明する図であり、図中１は、予め内部にサンプルの流路が固定して組み込まれたプローブ（いわゆるチューブレス・プローブ）である。プローブ１の下部には、２つのサンプル出入口が設けられており、一方のサンプル出入口からプローブ内に送られたサンプルが、サンプルコイルが配置される測定部を経て他方のサンプル出入口から取り出されるようなサンプル流路が、プローブ内部に形成されている。
【００１１】
２つのサンプル出入口間は、チューブ２でループ状に結ばれている。チューブ２の途中には、プローブ１内部のサンプル流路およびチューブ２内にサンプルを満たすためのサンプル注入部３及び送液用のポンプ４が設けられている。プローブ１内部のサンプル流路およびチューブ２で形成されるループ状流路内に満たされたサンプルは、ポンプ４により送り出されてプローブ１内のサンプルコイルが配置される測定部に到達してＮＭＲ測定され、測定終了後は同じくポンプ４によりプローブ１外へ取り出され、再びポンプ４へ戻る。
【００１２】
また、チューブ２の途中には、光照射等の物理摂動実験を行なわせるためのオプションユニット５が設けられており、通過するサンプルに対して、光照射等の物理摂動を与えられるようになっている。
【００１３】
上記のような構成において、まず、プローブ１内部のサンプル流路およびチューブ２で形成されるループ状流路内に、サンプル注入部３からサンプルが注入される。ループ状流路内のすべてにサンプルが満たされた後、ポンプ４による送液が停止された状態で、１回目のＮＭＲ測定（高周波パルス磁場の照射とその後のサンプルからのＮＭＲ信号の受信及び記録）が行われる。
【００１４】
測定が終了すると、直ちにポンプ４が短時間駆動され、その結果、測定が終了したサンプルが測定部から去り、測定部外から新たなサンプルが測定部に移送されて静止する。そして、この新たなサンプルに対して、直ちに２回目のＮＭＲ測定（高周波パルス磁場の照射とその後のサンプルからのＮＭＲ信号の受信及び記録）が行われる。この新たなサンプルは、１回目の測定に伴う高周波パルス磁場による励起を受けていないため、２回目の測定を直ちに行うことができる。
【００１５】
このようにして、ＮＭＲ測定とポンプ４による送液からなるサイクルがＮ回繰り返され、得られたＮ個のＮＭＲ信号を積算することにより、ＳＮ比の向上したＮＭＲ信号が得られることとなる。
【００１６】
このように、本発明によれば、測定後定常状態に戻るまで再度の測定ができない測定済みのサンプルが測定部から除かれ、新しいサンプルがプローブ１の測定部に送られて直ちに次の測定を行うことができる。その結果、サンプルの緩和を待つことなく、送液に要する短い時間をおくだけでＮＭＲ測定を繰り返し行って積算することができるようになるので、特に、Ｔ１緩和の長いサンプルにおいて、従来よりも測定時間を大幅に短縮することができる。
【００１７】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、上記実施例では、サンプルを一方向に順次送るようにしたが、送液方向が切り換えられるポンプを用いれば、サンプルを流路内で行ったり来たりの往復動をさせることにより、定常状態のサンプルを新たに測定部へ配置することが可能である。そのような場合には、サンプル流路をループ状に閉じた系にすることは必ずしも必要でない。
【００１８】
次に、チューブ２の途中に設けられたオプションユニット５を使用した測定の例について説明する。図２は、光照射等の摂動実験のタイムチャートを示したものである。図２において、上段は、光照射等の物理摂動を印加するオプションユニット５の動作のタイミングを表わす図、中段は、ポンプ４の動作のタイミングを表わす図、下段は、プローブ１の動作のタイミングを表わす図である。
【００１９】
まず、図２に示すように、ポンプ４が静止０の状態で、オプションユニット５においてサンプルに対して物理摂動１が与えられる。オプションユニット５内のサンプルに対して物理摂動１が与えられたら、ポンプ４が静止モードから移送モードに切り換わって送液１が行われ、摂動を受けたサンプルがプローブ１の測定部に向けて送液される。摂動を受けたサンプルがプローブ１の測定部に導入される時刻を見計らって、ポンプ４は再び静止モードにされ静止１の状態となり、次いで摂動１から所定の経過時間を経た時点でＮＭＲ測定１が行われる。すなわち、プローブ１は、サンプルに対して高周波パルス６を照射し、照射直後にサンプルから放出されるＮＭＲ信号７を検出する。
【００２０】
ＮＭＲ信号７の検出及び記録が終わったら、ポンプ４は、静止モードから移送モードに切り換わって送液２が行われ、測定済みのサンプルが測定部から取り除かれる。この送液２に先だって、オプションユニット５においてサンプルに対して物理摂動２が与えられているため、上記送液２により、測定済みのサンプルが測定部から取り除かれるのと同時に、摂動を受けたサンプルがプローブ１の測定部に向けて送液される。摂動を受けたサンプルがプローブ１の測定部に導入される時刻を見計らって、ポンプ４は再び静止モードにされ静止２の状態となり、次いで摂動２から所定の経過時間を経た時点でＮＭＲ測定２が行われる。
【００２１】
このような手順により、物理摂動→移送→ＮＭＲ測定のサイクルを手際よく繰り返すことができ、多数回の測定を短時間に終了させることができる。なお、摂動から測定までの時間を同じにして得られたＮＭＲ信号を積算することが可能であるし、摂動から測定までの時間を順次変えて測定を繰り返せば、摂動からの経過時間に応じたＮＭＲ信号を得ることができる。
【００２２】
なお、この物理摂動実験には、さまざまな変形が可能である。たとえば、上記実施例では、ポンプ４が静止モードと移送モードを繰り返すことにより、サンプルの位置を制御したが、ポンプ４は常時移送モードとし、移送され続けるサンプルに対して、定期的に物理摂動を与えるようにしても良い。この場合は、物理摂動を与えられたサンプルがループ内を循環して、プローブ１の位置に到達したら、自動的にＮＭＲ測定が行なわれるようにＮＭＲ装置を設定しておけば良い。
【００２３】
また、本発明は、磁場ジャンプＮＭＲ法にも適用することができる。従来、磁場ジャンプＮＭＲ法によるＮＭＲ測定は、サンプルに高周波パルスを照射した後、ＮＭＲのマグネット１５から一時的にプローブ１６を取り外し、サンプルに印加されていた静磁場をいったんゼロにリセットした後、再びＮＭＲのマグネット１５にプローブ１６を戻し、サンプルに静磁場を印加してＮＭＲ信号を検出するという手順で行なわれていたが、この方法は、マグネット１５に対してプローブ１６を出し入れしなければならなかったため、実験が大がかりになるという問題があった。
【００２４】
これに対し、本発明を利用することにより、磁場ジャンプＮＭＲ測定を容易に行なうことが可能になった。図３は、磁場ジャンプＮＭＲ法のタイムチャートを示したものである。図３の上段は、ポンプ４の動作のタイミングを表わす図、中段は、プローブ１の動作のタイミングを表わす図、下段は、サンプルに対する静磁場の印加状態を表わす図である。
【００２５】
まず、ポンプ４が静止１の状態で、プローブ１からサンプルに対して第１高周波パルス６−１が印加される。第１高周波パルス６−１の印加終了後、ポンプ４が静止モードから移送モードに切り換わって送液１が行われ、第１高周波パルス６−１の照射を受けたサンプルはプローブ１から静磁場のない外部に取り出される。サンプルがプローブ１から取り出されたら、ポンプ４は静止モードになり、静止２の時間、サンプルは静磁場強度がゼロの環境に置かれる。
【００２６】
所定の時間が過ぎたら、ポンプ４は再び静止モードから移送モードとなって送液１とは逆方向の送液２が行われ、第１高周波パルス６−１の照射を受けたサンプルはプローブ１内の測定部に戻される。サンプルがプローブ１の測定部に戻され、静磁場が再びサンプルに印加されたら、ポンプ４が移送モードから静止モードに切り換わって静止３となる。この静止３の状態で、プローブ１からサンプルに対して第２高周波パルス６−２が照射され、照射後にサンプルから放出されるＮＭＲ信号７がサンプルコイルを介して検出される。これにより、１回の磁場ジャンプＮＭＲ測定が終了する。
【００２７】
測定終了後、２回目の磁場ジャンプＮＭＲ測定が１回目と全く同様の手順で行われる。静止３における１回目の測定終了後、サンプルが定常状態に戻るのに長時間待つ必要がある場合には、２回目の測定のための第１高周波パルスを印加する前に送液を行い、新たなサンプルが測定部に配置されるようにしてから第１高周波パルスを印加するようにすれば良い。
【００２８】
なお、上記例では送液２を送液１と逆方向に行うとしたが、同じ方向とし、第１高周波パルス６−１の照射を受けたサンプルが、送液１及び送液２によりループ状流路を１周して再びプローブ１内の測定部へ戻るようにしても良い。その場合には、送液速度を適宜選定することにより、静止２の期間を無くして１回の連続送液で第１高周波パルスの照射を受けたサンプルがループ状流路を１周して再びプローブ１内の測定部へ戻るようにすることが可能である。
【００２９】
また、高周波パルス６−１および６−２の両方、あるいは少なくとも一方は、複数の高周波パルスから成る所定のパルス列であっても良いし、該パルス列を構成する高周波パルス間に所定のインターバル（待ち時間）が設けられていても良い。そして、該インターバル中に、静磁場が印加状態からゼロ状態へ、ゼロ状態から印加状態へとジャンプするように構成されていても良い。
【００３０】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、同じサンプルを繰り返し測定して積算し検出感度を上げるＮＭＲ測定方法において、ＮＭＲのプローブにチューブをつないで同一のサンプルをプローブ内部のサンプル流路及びチューブの流路に充填し、該充填したサンプルをプローブ内部のサンプル流路とチューブの流路との間で移動させて繰り返しＮＭＲ測定を行うので、ＮＭＲの繰り返し測定の待ち時間を短縮することができる。
【００３１】
さらに、ＮＭＲのプローブにチューブをループ状につないで閉じた系で充填したサンプルを移動させ、ループ状につないだチューブの途中にポンプを設け、サンプルをポンプで移動させることにより、同じエリアのサンプルを磁石の外部と内部に前後させることができ、ポンプのコントロールとＲＦパルスのコントロールを同期させることにより、磁場ジャンプＮＭＲも可能になる。
【００３２】
また、ＲＦによって発熱しやすいサンプルも、常にサンプルが移動することにより発熱が抑えられ、サンプルの温度勾配に起因する磁場の不均一さが減少し、ＮＭＲの信号分解能の向上も期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係るＮＭＲ測定方法の実施の形態を説明するための図である。
【図２】  光照射等の摂動実験のタイムチャートを示す図である。
【図３】  磁場ジャンプＮＭＲ法のタイムチャートを示す図である。
【図４】  従来のＬＣ−ＮＭＲ装置の構成例を示す図である。
【符号の説明】
１…プローブ、２…チューブ、３…サンプル注入部、４…ポンプ
【図１】
0003918920.tif 000002
【図２】
0003918920.tif 000003
【図３】
0003918920.tif 000004
【図４】
0003918920.tif 000005