[go: up one dir, main page]

SU913192A1 - Quantitative analysis method - Google Patents

Quantitative analysis method Download PDF

Info

Publication number
SU913192A1
SU913192A1 SU802947269A SU2947269A SU913192A1 SU 913192 A1 SU913192 A1 SU 913192A1 SU 802947269 A SU802947269 A SU 802947269A SU 2947269 A SU2947269 A SU 2947269A SU 913192 A1 SU913192 A1 SU 913192A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
sample
nuclei
samples
nmr
signals
Prior art date
Application number
SU802947269A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Vladimir I Chizhik
Original Assignee
Le G Uni Im A A Schdanova
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Le G Uni Im A A Schdanova filed Critical Le G Uni Im A A Schdanova
Priority to SU802947269A priority Critical patent/SU913192A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU913192A1 publication Critical patent/SU913192A1/en

Links

Landscapes

  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)

Description

Изобретение относится к физико-химическому анализу и может быть использовано во всех областях науки, .техники и промышленности, в которых требуется определение содержания каких-либо веществ в исходных, промежуточных конечных продуктах в физических, химических, биологических или технологических процессах.The invention relates to physico-chemical analysis and can be used in all fields of science, engineering and industry, which require the determination of the content of any substances in the original, intermediate final products in physical, chemical, biological or technological processes.

Известен способ количественно анализа веществ, основанный на регистрации сигналов при импульсном ядерном магнитном резонансе (ЯМР) ПЗ .The known method of quantitative analysis of substances, based on the registration of signals with pulsed nuclear magnetic resonance (NMR) PZ.

В этом способе мерой количества вещества является амплитуда сигнала свободной индукции ядер, которая возбужда- ’5 ется коротким радиочастотным импульсом на частоте резонанса ядер. Эти ядерно—резонансные способы количественногоIn this method, the substance is a measure of the amount of free induction cores amplitude signal which excites' 5 etsya short radio-frequency pulse at the resonance frequency of the nuclei. These nuclear-resonant methods of quantitative

анализа вещества имеют сравнительно не— „substances have comparatively little analysis

2020

высокую надежность и низкую точность, так как для регистрации сигнала используются приемные устройства, коэффициент передачи которых может изменяться воhigh reliability and low accuracy, since receiving devices are used for recording the signal, the transmission coefficient of which can vary during

^времени к зависеть от свойств исследуемого образца. Для калибровки коэффициента передачи приемника используют сменные эталоны с известным количеством вещества. Однако изменение коэффициента передачи из-за влияния образца на свойства приемного контура (в первую очередь, на добротность) при этом увеличивается.^ time to depend on the properties of the sample. Replaceable standards with a known amount of substance are used to calibrate the receiver gain. However, the change in the transmission coefficient due to the effect of the sample on the properties of the receiving circuit (primarily, the quality factor) increases.

Наиболее близким техническим решением к предложенному является способ количественного анализа веществ, основанный на возбуждении двумя радиоимпульсами ЯМР в эталонном и исследуемом образцах, размещенных одновременно в дачтике ЯМР, регистрации сигналов ЯМР от ядер эталонного и исследуемого образцов. Исследуемый и эталонный образ—' цы являются образцами, отличающимися временами спин-решеточной (продольной) релаксации. Воздействуя на образцы двумя (или несколькими) импульсами можно 'разделить сигналы свободной индукции от исследуемого и эталонного образцов и,The closest technical solution to the proposed method is a quantitative analysis of substances based on the excitation of two NMR radio pulses in the reference and test samples, placed simultaneously in NMR, registration of NMR signals from the reference and test samples. The studied and reference samples are samples that differ in the times of spin-lattice (longitudinal) relaxation. By acting on the samples by two (or several) pulses, one can separate the free induction signals from the test and reference samples and,

3 913192 43 913192 4

тем самым, определить количество вещества в исследуемом образце. В этом способе коэффициент передачи от сигналов свободной индукции исследуемого и эталонного образцов одинаков 12] . 5thus, determine the amount of substance in the sample. In this method, the transmission coefficient from the signals of free induction of the test and reference samples is the same 12]. five

Недостатком этого способа является ограниченная область применения, так как накладывается требование определенного соотношения времен релаксации ядер в эталонном и исследуемом образцах. мThe disadvantage of this method is the limited scope, since it imposes the requirement of a certain ratio of the relaxation times of the nuclei in the reference and test samples. m

Цель изобретения - повышение точности и надежности измерений.The purpose of the invention is to improve the accuracy and reliability of measurements.

•Поставленная цепь достигается тем, что в известном способе количественного анализа веществ, основанном на возбуж- , дении радиоимпульсами ядерного магни- ι ного резонанса (ЯМР) в эталонном и исследуемом образцах, размещенных в одном датчике ЯМР, регистрации сигналов ЯМР от ядер эталонного и исследуемого 20 образцов, возбуждение радиоимпульсов проводят на частотах резонанса ядер в исследуемом и\в эталонйом образцах, причем в эталонном образце содержатся ядра с магнитными моментами, отличны- 25 ми от магнитных моментов ядер исследуемого образца, а регистрацию сигнала ЯМР проводят после первого радиоимпульса от 'Ядер одного образца, а после второго радиоимпульса - от ядер другого до образца и по сравнению амплитуд этих сигналов ЯМР судят о количестве вещества в исследуемом образце.• The delivered chain is achieved by the fact that in a known method of quantitative analysis of substances based on the excitation of radio pulses of nuclear magnetic resonance (NMR) in the reference and test samples placed in one NMR sensor, the registration of NMR signals from the reference and test nuclei 20 samples, the excitation of radio pulses is carried out at the frequencies of resonance of the nuclei in the test and \ in the reference samples, and the reference sample contains nuclei with magnetic moments that are 25 different from the magnetic moments of the nuclei of the test. aztsa and recording the NMR signal is performed after the first radio pulse of 'Cores one sample, and after the second rf pulse - of the nuclei to another sample and compared amplitudes of these NMR signals are judged on the number of substances in the sample.

В предлагаемом способе используются достоинства одновременного разрешения 35 эталонного и исследуемого образцов в датчике ядерного магнитного резонанса, но снимается ограничение на соотношение времен ропаксации ядер. Основной эффект достигается путем уменьшения ошибок, 40 связанных с изменением коэффициента передачи приемного трактаие-оа различных нестабильностей или/вариаций свойств приемного контура датчика при внесении в него образцов. Для этого используется 45 почтив одновременная регистрация сигналов ядерного магнитного резонанса от разных _ядер для эталонного и исследуемого образцов.In the proposed method, the advantages of the simultaneous resolution of 35 reference and test samples in a nuclear magnetic resonance sensor are used, but the restriction on the ratio of ropaxation times of nuclei is removed. The main effect is achieved by reducing errors 40 associated with a change in the transmission coefficient of the receiving path of various instabilities or / variations in the properties of the receiving circuit of the sensor when samples are introduced into it. For this purpose, 45 almost simultaneously simultaneous registration of nuclear magnetic resonance signals from different _nuders for the reference and test samples is used.

На фиг. 1 представлена схема устрой- 50 ства; на фиг. 2 - схема получения сигналов свободной индукции.FIG. 1 is a diagram ustroy- 50-OPERATION; in fig. 2 is a diagram of receiving free induction signals.

В зазор магнита 1 помещается датчик ядерного магнитного резонанса 2, представляющий собой 10-контур, настро- 55 енный на частоту резонанса ядер. Катушка индуктивности контура охватывает образцы 3 и 4 с веществом. Программною шэе устройство 5 вырабатывает видеоимпульсы для управления всеми блоками прибора, включающего генератор радиоимпульсов 6 для возбуждения сигнал ла свободной индукции, приемник 7 сигналов ядерного магнитного резонанса и регистрирующее устройство 8. После радиоимпульсов .9 и 10, вырабатываемых генератором радиоимпульсов 6, на выходе приемника 7 возникают сигналы свободной индукции 11 и 12. Если генератор радиоимпульсов 6 создает радиоимпульс 9 длительностью и, амплиту- ι дой магнитной составляющей то вектор М поворачивается .на угол ν=^·ΗΛΐ; . При этом возникает компонента вектора ук , перпендикулярная полю Н, . Сигнал свободной индукции пропорционален величине μ и, поскольку μ, определяется величиной вектора μ , то амплитуда сигнала пропорциональна количеству ядер ' данного сорта в образце. Естественно, что оптимальным является поворот вектора μ на угол V =90*, когда μ^ принимает максимальное значение. Со временем сигнал ' свободной индукции 11 уменьшается, причем постоянная времени за.тухания 4½ (время поперечной или спинспиновой релаксации) определяется как состоянием вещества, так и аппаратурными эффектами, и обычно не превышает 10—The gap of the magnet 1 is placed nuclear magnetic resonance sensor 2, which is an 10-circuit 55 nastro- enny on resonance frequency of the nuclei. The loop inductance covers samples 3 and 4 with the substance. Software 5 device 5 generates video pulses to control all units of the device, including the generator of radio pulses 6 for exciting a free induction signal, a receiver 7 of nuclear magnetic resonance signals and a recording device 8. After the radio pulses .9 and 10 produced by the generator of radio pulses 6, at the receiver output 7 free induction signals 11 and 12 appear. If the generator of radio pulses 6 generates a radio pulse 9 of duration and the amplitude of this magnetic component, then the vector M rotates. ν = ^ · Η Λ ΐ; . In this case, a component of the vector CK appears, perpendicular to the field H,. The free induction signal is proportional to the value of μ and, since μ is determined by the magnitude of the vector μ, the signal amplitude is proportional to the number of kernels of a given sort in the sample. Naturally, the optimal is the rotation of the vector μ by the angle V = 90 *, when μ ^ takes the maximum value. Over time, the free induction signal 11 decreases, and the attenuation time constant is 4½ (the time of transverse or spin-spin relaxation) is determined both by the state of matter and by instrumental effects, and usually does not exceed 10—

20 мс, если в магнитах не применяются специальные меры по улучшению однородности поля.20 ms, if no special measures are taken in the magnets to improve field uniformity.

Начальная амплитуда сигналов свободной процессии является мерой количества исследуемых ядер в образце. После усиления в приемнике 7 этот сигнал поступает в регистрирующее устройство 8, одной из функций' которого может быть его запоминание и накопление.The initial amplitude of the signals of the free procession is a measure of the number of investigated nuclei in the sample. After amplification in the receiver 7, this signal enters the recording device 8, one of the functions of which can be its memorization and accumulation.

Однако значение амплитуды сигнала свободной индукции зависит от стабильности коэффициента передачи приемной и регистрирующей частей прибора. Изменение добротности приемного контура вследствие вариаций физико-химических свойств образцов, помещенных в катушку индуктивности, изменение коэффициента усиления приемника Г/из-за вариаций питающих напряжений и старения элементов схем приводит к неопределенности в измеряемой величийе, исключить которую можно лишь постоянной калибровкой коэффициента передачи прибора.However, the value of the amplitude of the free induction signal depends on the stability of the transmission coefficient of the receiving and recording parts of the device. The change in the quality of the receiving circuit due to variations in the physicochemical properties of the samples placed in the inductor, the change in the gain of the receiver G / due to variations in the supply voltages and the aging of the circuit elements leads to uncertainty in the measured magnitude, which can only be eliminated by a constant calibration of the transmission coefficient of the device.

Для того, чтобы увеличить надежность и точность показаний прибора, предлагается в датчике сигналов ядерного магнитного резонанса 2 размещать одновременноIn order to increase the reliability and accuracy of the instrument readings, it is proposed to place simultaneously in the sensor of nuclear magnetic resonance 2 signals

913192913192

66

5five

два образца: 3 и 4 ( исследуемый и эталонный) и регистрировать резонансы различных ядер в эталонном и исследуемых образцах. При этом программирующее устройство, прибора должно выработать специальные команды для перестройки генератора, датчика и приемника с одной рабочей частоты на другую. Это может быть, например, выполнено е помощью реле или других приемов электронной перестройки.two samples: 3 and 4 (test and reference) and register the resonances of different nuclei in the reference and test samples. At the same time, the programming device, the device, must work out special commands for the restructuring of the generator, sensor and receiver from one operating frequency to another. This can be, for example, done using relays or other electronic tuning techniques.

В резуаьтйте после подачи первого радиоимпульса 9 (фиг. 2) на частоте'In rezuytayte after the filing of the first radio pulse 9 (Fig. 2) at a frequency of '

£4д регистрируется сигнал свободной индукции 11 от одного образца, а после подачи второго радиоимпульса 10 на частоте регистрируется сигнал свободной индукции 12 от второго образца. Поскольку оба образца находятся в катушке приемного контура" датчика оцнов- 20 ременно, го коэффициенты передачи прибора для обоих сигналов связаны между собой постоянным соотношением для любых комбинаций веществ в образцах £ и 4.£ 4d a free induction signal 11 from one sample is recorded, and after the second radio pulse 10 is applied, a free induction signal 12 from the second sample is recorded at the frequency. Since both samples are in the coil of the receiving circuit of the sensor, it is 20 mode, the instrument transfer coefficients for both signals are interconnected by a constant ratio for any combination of substances in the samples £ and 4.

Так как время Τ’ между импульсами может25 быть очень малым (порядка милли секунд), то коэффициент передачи приемника для сигналов свободной индукции 11 и 12 не изменяется за время измерения.Since the time между 'between pulses can be 2 5 very small (of the order of milli seconds), the receiver's transmission coefficient for free induction signals 11 and 12 does not change during the measurement time.

Использование предлагаемого способа 30 количественного анализа возможно, в принципе, для любой комбинации ядер в исследуемом и эталонном образцах. Однако наиболее удобным является применение ядер с близкими гиромагнитными огноше- 35 ниями, и следовательно обладающими близкими резонансными частотами в .постоянном магнитном поле. Эго обстоятельство облегчает перестройку прибора для поочередной регистрации сигналов от раэ-40 ных ядер. В результате использования ^предлагаемого способа повышается точность измерения из-за учета влияния образцов на параметры приемного контура датчика ядерного магнитного ре- , зонанса. Если требуется накопление сиг—, налов для дальнейшего повышения точности измерений, то регистрирующее устройство 8 может суммировать показания сигналов 11 и 12 поочередно или сначала накопить информацию после серии одинаковых радиоимпульсов типа 9, а затем аналогично после такого же количества радиоимпульсов типа 10. ПовышаетсяThe use of the proposed method 30 for quantitative analysis is possible, in principle, for any combination of nuclei in the test and reference samples. However, the use of nuclei is most convenient with close gyromagnetic ognoshe- niyami 35, and therefore have similar resonant frequencies in .postoyannom magnetic field. Ego circumstance facilitates the rearrangement unit for alternately recording signals from RAE 40 nuclei. As a result of using the proposed method, the measurement accuracy is increased due to the consideration of the effect of samples on the parameters of the receiving circuit of a nuclear magnetic resonance sensor. If signal accumulation is required to further improve the accuracy of measurements, then recording device 8 can sum up the readings of signals 11 and 12 alternately or first accumulate information after a series of identical radio pulses of type 9, and then similarly after the same number of radio pulses of type 10.

экспрессность анализа вследствие того, что при возбуждении сигналов свободной индукции ο·*· этапрна не нарушается намагниченность исслечуемого образца и наоборот.express analysis due to the fact that the excitation of free induction signals ο · * · staged does not disturb the magnetization of the sample to be treated and vice versa.

5 Поочередная регистрация различных резонансов может повысить экспрессность анализа особенно для веществ с большими значениями продольной релаксации и расширить диапазон возможного приме10 нения ЯМР для количественного анализа веществ. Кроме того, одновременное размещение в датчике; магнитного резонанса эталона и исследуемого образца позволяет использовать проточные образцы. Поэ,5 тому способ можкг быть использован5 The sequential registration of various resonances can increase the rapidity of analysis, especially for substances with large values of longitudinal relaxation, and expand the range of possible application of NMR for quantitative analysis of substances. In addition, the simultaneous placement in the sensor; magnetic resonance of the standard and the sample under study allows the use of flow-through samples. Poe 5 can be used

для автоматического контроля и управления непрерывными технологическими процессами.for automatic control and management of continuous technological processes.

Claims (1)

Формула изобретенияClaim Способ количественного анализа, ос— но.?,энный на возбуждении радиоимпульсами ядерного магнитного резонанса (ЯМР) в эталонном и исследуемом образцах, размещенных в одном датчике ЯМР, регистрации сигналов ЯМР от ядер эталонного и исследуемого образцов, о т лич а — ю ш и й с я тем, что, с целью повышения точности и надежности измерений, возбуждение радиоимпульсов проводят на частотах резонанса ядер в исследуемом и эталонном образцах, причем в эталон— ном образце соцержатся ядра с магнитными моментами, отличными ог магнитных моментов ядер исследуемого образца, а регистрацию сигнала ЯМР проводят после первого радиоимпульса от ядер одного образца, а после второго радиоимпульса ог ядер другого образца и по сравнению амплитуд этих сигналов ЯМР судят о количестве вещества в исследуемом об— · |пазце.A method of quantitative analysis, based on the excitation of nuclear magnetic magnetic resonance (NMR) by radio pulses in the reference and test samples placed in one NMR sensor, recording NMR signals from reference and test samples. In order to improve the accuracy and reliability of measurements, the excitation of radio pulses is carried out at the resonance frequencies of the nuclei in the test and reference samples, and in the reference sample the nuclei with magnetic moments, different magnetic moments of the sample followed, and the NMR signal is recorded after the first radio pulse from the nuclei of one sample, and after the second radio pulse from the nuclei of another sample and by comparing the amplitudes of these NMR signals, the amount of the substance in the sample is measured.
SU802947269A 1980-07-16 1980-07-16 Quantitative analysis method SU913192A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU802947269A SU913192A1 (en) 1980-07-16 1980-07-16 Quantitative analysis method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU802947269A SU913192A1 (en) 1980-07-16 1980-07-16 Quantitative analysis method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU913192A1 true SU913192A1 (en) 1982-03-15

Family

ID=20904698

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU802947269A SU913192A1 (en) 1980-07-16 1980-07-16 Quantitative analysis method

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU913192A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0605948B1 (en) Improvements relating to sample monitoring
JP3377113B2 (en) Magnetic resonance imaging method and apparatus
EP0788608B1 (en) Nuclear quadrupole resonance testing
US7378845B2 (en) NMR methods for measuring fluid flow rates
US8093056B2 (en) Method and apparatus for analyzing a hydrocarbon mixture using nuclear magnetic resonance measurements
US8242779B2 (en) Nuclear magnetic resonance method for detecting hydrogen peroxide and apparatus for performing said method
EP0576421A4 (en)
US5500591A (en) Methods and apparatus for detecting substances containing nuclei of a first and second kind
JP2007501411A (en) Magnetic resonance method
US4739267A (en) Method for calibrating the amplitude of radiofrequency excitation of a nuclear magnetic resonance imaging apparatus
Swanson Broadband excitation and detection of cross-relaxation NMR spectra
CN1693888B (en) Method for MR dynamic frequency detection in MR spectroscopy
US6972566B2 (en) Method and apparatus for determining the fat content
SU913192A1 (en) Quantitative analysis method
US5317262A (en) Single shot magnetic resonance method to measure diffusion, flow and/or motion
US5905377A (en) Method and apparatus for correcting gradient system and static magnetic field in magnetic resonance imaging
US3886439A (en) Method of separating broad and narrow lines of a frequency spectrum
WO2021037913A1 (en) A method of and a system for determining fat concentration in a flowable sample by nuclear magnetic resonance
WO1992016851A1 (en) Magnetic resonance analysis in real time, industrial usage mode
US6528999B1 (en) Method of correcting linear field inhomogeneities in a magnetic resonance apparatus
US11733331B1 (en) Homonuclear j-coupling spectroscopy using j-synchronized echo detection
SU1436038A1 (en) Method of quantitative analysis of substance
SU1728748A1 (en) Method for measuring parameters of nuclear quadripole interactions with two-spin system
RU2024855C1 (en) Method of measurement of lattice and impurity contributions into nuclear spin-lattice relaxation
RU2086965C1 (en) Method of determination of gyromagnetic relation of nuclei