способ наблюдения сигналов квадрупольного спинового эха

Классы МПК:G01N24/00 Исследование или анализ материалов с помощью ядерного магнитного резонанса, электронного парамагнитного резонанса или других спин-эффектов
Автор(ы):
Патентообладатель(и):Пермский государственный университет
Приоритеты:
подача заявки:
2000-11-20
публикация патента:

Изобретение относится к области спектроскопии и может быть использовано при изучении структуры химических соединений. Способ включает воздействие на образец, содержащий квадрупольные ядра, последовательностью n радиочастотных импульсов с временными интервалами между ними, с частотой заполнения, равной резонансной частоте возбуждаемого перехода, и регистрацию сигналов эха после действия импульсов, причем временные интервалы между импульсами устанавливают одинаковыми и меньше времени поперечной релаксации, а длительности радиочастотных импульсов - по максимумам наблюдаемых сигналов. Техническим результатом изобретения является возможность наблюдения сигналов эха с максимальной амплитудой и получение более достоверной информации о изучаемом объекте. 1 ил.
Рисунок 1

Формула изобретения

Способ наблюдения сигналов квадрупольного спинового эха, включающий воздействие на образец, содержащий квадрупольные ядра, последовательностью n радиочастотных импульсов с временными интервалами между ними, с частотой заполнения, равной резонансной частоте возбуждаемого перехода, и регистрацию сигналов эха после действия импульсов, отличающийся тем, что временные интервалы между импульсами устанавливают одинаковыми и меньше времени поперечной релаксации, а длительности радиочастотных импульсов - по максимумам наблюдаемых сигналов.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области радиоспектроскопии, в частности к ядерному квадрупольному резонансу, и может быть использовано при изучении структуры и строения химических соединений, а также в квантовых устройствах, основанных на взаимодействии вещества с радиочастотным полем.

Известен способ наблюдения сигналов квадрупольного спинового эха, включающий воздействие на образец, содержащий квадрупольные ядра, трехимпульсной последовательностью радиочастотных импульсов с различными временными интервалами между ними, с частотой заполнения, равной резонансной частоте возбуждаемого перехода, и регистрацию сигналов после действия импульсов (Hahn E. L. Spin Echoes // Phys. Rev., 1950. V. 80. 4. Р. 580-594.

Данный способ имеет недостаток - мала интенсивность наблюдаемых сигналов в случае образцов, содержащих квадрупольные ядра с малой естественной распространенностью. Известен также способ наблюдения сигналов квадрупольного спинового эха, включающий воздействие на образец, содержащий квадрупольные ядра, последовательностью n радиочастотных импульсов с различными временными интервалами между ними, с частотой заполнения, равной резонансной частоте возбуждаемого перехода, и регистрацию сигналов эха после действия импульсов (Das T.P., Roy D.E. Spin Echoes with Four Pulses - An Extension to n Pulses // Phys. Rev., 1955. V. 98. 2. Р. 525-531. Он принят за прототип.

Данный способ имеет недостаток - мала интенсивность наблюдаемых сигналов в случае образцов, содержащих квадрупольные ядра с малой естественной распространенностью.

Задачей данного изобретения является разработка способа наблюдения сигналов квадрупольного спинового эха, позволяющего регистрировать сигналы отклика с максимальной амплитудой.

Эта задача решается с помощью существенных признаков, указанных в формуле изобретения, общих с прототипом: способ наблюдения сигналов квадрупольного спинового эха, включающий воздействие на образец, содержащий квадрупольные ядра, последовательностью n радиочастотных импульсов с временными интервалами между ними, с частотой заполнения, равной резонансной частоте возбуждаемого перехода, и регистрацию сигналов эха после действия импульсов, и отличительных от наиболее близкого аналога существенных признаков: временные интервалы между импульсами устанавливают одинаковыми и меньше времени поперечной релаксации, время действия всех импульсов - меньше времени продольной релаксации, а длительности радиочастотных импульсов - по максимумам наблюдаемых сигналов.

Ниже раскрывается наличие причинно- следственной связи между совокупностью существенных признаков заявляемого изобретения и достигаемым результатом.

Во-первых, впервые предложен квантовый способ накопления наблюдаемых сигналов.

Во-вторых, определены необходимые условия, при которых это накопление происходит.

Анализ отличительных признаков предлагаемого изобретения показал, что такой способ наблюдения сигналов квадрупольного спинового эха не обнаружен. Он обладает новизной и высоким изобретательским уровнем.

На чертеже приведена импульсная программа, использование которой позволяет реализовать предлагаемое изобретение. Способ реализован на двухчастотном импульсном спектрометре ЯКР (а. с. СССР 1132207, МПК G 01 N 24/10, 1984, Бюл. 48).

Рассмотрим более подробно предлагаемый способ наблюдения сигналов квадрупольного спинового эха на примере четырехимпульсной программы возбуждения.

При воздействии на образец, содержащий квадрупольные ядра, четырьмя радиочастотными импульсами с различными временными интервалами способ наблюдения сигналов квадрупольного спинового эха, патент № 21843681,способ наблюдения сигналов квадрупольного спинового эха, патент № 21843682 и способ наблюдения сигналов квадрупольного спинового эха, патент № 21843683, между ними, с частотой заполнения, равной резонансной частоте возбуждаемого перехода (как в прототипе), теоретически могут наблюдаться 17 сигналов в следующие моменты времени:

способ наблюдения сигналов квадрупольного спинового эха, патент № 2184368

В редких случаях экспериментально можно наблюдать все эти сигналы (даже в случае образцов с большой естественной распространенностью).

В предлагаемом изобретении при воздействии на образец импульсной последовательностью, приведенной на чертеже, наблюдаются три сигнала эха в следующие моменты времени:

1) t1 = 4способ наблюдения сигналов квадрупольного спинового эха, патент № 2184368, 2)t2 = 5способ наблюдения сигналов квадрупольного спинового эха, патент № 2184368, 3) t3 = 6способ наблюдения сигналов квадрупольного спинового эха, патент № 2184368.

Если принять значение амплитуды сигнала эха в момент времени 6способ наблюдения сигналов квадрупольного спинового эха, патент № 2184368 за единицу, то тогда амплитуда сигнала эха в момент времени 5способ наблюдения сигналов квадрупольного спинового эха, патент № 2184368 больше в три раза, а в момент времени 4способ наблюдения сигналов квадрупольного спинового эха, патент № 2184368 - в пять раз. Это видно из (1), если принять способ наблюдения сигналов квадрупольного спинового эха, патент № 21843681 = способ наблюдения сигналов квадрупольного спинового эха, патент № 21843682 = способ наблюдения сигналов квадрупольного спинового эха, патент № 21843683 = способ наблюдения сигналов квадрупольного спинового эха, патент № 2184368. При этом необходимо выполнить три условия:

1) временной интервал способ наблюдения сигналов квадрупольного спинового эха, патент № 2184368 между импульсами должен быть одинаковым и меньше времени поперечной релаксации Т2;

2) время действия всех импульсов должно быть меньше времени продольной релаксации T1;

3) длительность возбуждающих импульсов устанавливают по максимуму наблюдаемых сигналов.

Таким образом, можно осуществлять квантовый способ накопления сигналов ЯКР (когда T1>Т2). Максимальный коэффициент накопления равен Т1/Т2. Это позволяет увеличить амплитуду наблюдаемых сигналов до максимально возможного значения.

Класс G01N24/00 Исследование или анализ материалов с помощью ядерного магнитного резонанса, электронного парамагнитного резонанса или других спин-эффектов

устройство для воздействия инфракрасным излучением на коллагеновый слой кожи человека с визуализацией процесса -  патент 2527318 (27.08.2014)
мрт с гиперполяризационным устройством, использующим фотоны с орбитальным угловым моментом -  патент 2526895 (27.08.2014)
способ дистанционного обнаружения вещества -  патент 2526594 (27.08.2014)
способ оценки качества кварцевого сырья -  патент 2525681 (20.08.2014)
способ оперативного контроля качества нефти и нефтепродуктов -  патент 2519496 (10.06.2014)
импульсная последовательность для измерения параметров самодиффузии методом ядерного магнитного резонанса -  патент 2517762 (27.05.2014)
способ геохимической разведки для геоэкологического мониторинга морских нефтегазоносных акваторий -  патент 2513630 (20.04.2014)
способ дистанционного обнаружения вещества -  патент 2510015 (20.03.2014)
способ определения содержания твердого жира по данным ямр-релаксации -  патент 2506573 (10.02.2014)
способ определения содержания твердого жира по данным ямр-релаксации, прямой метод -  патент 2506572 (10.02.2014)
Наверх