基于原子磁力计的超低场激光探测NMR研究

基本信息
批准号:11305256
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:29.00
负责人:刘国宾
学科分类:
依托单位:中国科学院精密测量科学与技术创新研究院
批准年份:2013
结题年份:2016
起止时间:2014-01-01 - 2016-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:李昭,张肖肖,朱筱磊,赵修超,李晓峰
关键词:
超低场核磁共振原子磁力计激光探测
结项摘要

The state of the art of the NMR and MRI devices has several problems, such as low efficiency radio-frequency coil probes, seriously dependent on the superconducting magnet, unable to analyze samples containing ferromagnetic elements. This project employs the method of laser-detected NMR, using an atomic magnetometer as the NMR probe for magnetic field,not only solved above problems, but also has the advantages of small size and low power consumption, making it possible to realize low cost and portable NMR and MRI devices. Present laser-detected NMR uses spin-exchange relaxation free (SERF) magnetometer mostly, whose high working temperature and being spatially near from the NMR samples, would change the samples' relaxation characteristics and large polarization loss due to the slow sample delivering between the polarization and detection regions. Aiming to solve the two problems, our project uses the homebuilt nonlinear magneto-optical rotation (NMOR) magnetometer working near room temperature, through a specially designed adiabatic sample tranporting equipment and coresponding controlling pulse sequence, minishing the polarization loss in the sample transmit process due to the remotely settled polarization magnet and magnetometer probe and developing more sensitive laser-detected NMR spectrometer. With 13C labelled ethanol as the sample, high resolution J-coupling spectroscopy will be obtained. The laser-detected NMR plan described here, can imporve the resolution of ultralow field even zero field NMR, obtaining long range J-coupling spectra in absence of Zeeman interaction and thus the informations on the fine structure of sample molecules.

当前NMR与MRI仪器存在射频线圈探测效率低、对超导磁体严重依赖、不能用于分析含铁磁性元素样品等问题。本项目采用基于原子磁力计的激光探测NMR方法,利用原子磁力计作为NMR磁探头,不但可解决上述问题,还具有体积小、功耗低等优点,可望实现成本低廉且便携式的NMR与MRI仪器。已有激光探测NMR多采用SERF原子磁力计,它工作温度高,影响样品弛豫,且样品传输较慢,导致其极化度损失较多。本项目针对这两个问题,利用自主研制的具有近室温工作原子探头的NMOR磁力计,并设计样品绝热传输装置与相应控制脉冲序列,降低NMR样品在预极化区与探测区传送时的极化度损失,研制出更灵敏的激光探测NMR谱仪;并用同位素13C标记乙醇等作为样品,获取高分辨率的J耦合谱。本项目实现的激光探测NMR方案,将进一步提高超低场或零场J耦合谱的分辨率,有望取得长程J耦合相互作用谱,获取样品分子的精细结构信息。

项目摘要

当前NMR 与MRI 仪器存在射频线圈探测效率低、对超导磁体严重依赖、不能用于分析含铁磁性元素样品等问题。本项目采用基于原子磁力计的激光探测NMR 方法,利用原子磁力计作为NMR 磁探头,不但可解决上述问题,还具有体积小、功耗低等优点,可望实现成本低廉且便携式的NMR 与MRI 仪器。已有激光探测NMR 多采用SERF 原子磁力计,它工作温度高,影响样品弛豫,且样品传输较慢,导致其极化度损失较多。本项目针对这两个问题,利用自主研制的具有近室温工作原子探头的NMOR 磁力计,并设计了样品绝热传输装置与相应的控制脉冲序列,降低NMR 样品在预极化区与探测区传送时的极化度损失,研制了更灵敏的激光探测NMR 谱仪;并用同位素13C 标记乙醇等作为样品,获取了高分辨率的J 耦合谱。本项目实现了激光探测NMR 方案,进一步提高了超低场或零场J 耦合谱的分辨率,得到了甲醇分子与乙醇分子的J耦合相互作用谱,测量得到了甲醇分子的J耦合常数为140.1 Hz,乙醇分子的J耦合常数为210.1 Hz,谱分辨率小于0.2Hz,可用于基于超低场或零场J 耦合谱的分子结构分析。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

瞬态波位移场计算方法在相控阵声场模拟中的实验验证

瞬态波位移场计算方法在相控阵声场模拟中的实验验证

DOI:
发表时间:2020
2

夏季极端日温作用下无砟轨道板端上拱变形演化

夏季极端日温作用下无砟轨道板端上拱变形演化

DOI:10.11817/j.issn.1672-7207.2022.02.023
发表时间:2022
3

基于体素化图卷积网络的三维点云目标检测方法

基于体素化图卷积网络的三维点云目标检测方法

DOI:10.3788/IRLA20200500
发表时间:2021
4

基于近似L_0范数的电容层析成像敏感场优化算法

基于近似L_0范数的电容层析成像敏感场优化算法

DOI:10.3788/LOP202158.1210025
发表时间:2021
5

模具钢表面激光沉积316L不锈钢的组织转变及差异性

模具钢表面激光沉积316L不锈钢的组织转变及差异性

DOI:10.11868/j.issn.1001-4381.2020.000186
发表时间:2021

刘国宾的其他基金

相似国自然基金

1

基于风场激光探测的运动目标检测算法研究

批准号:60908033
批准年份:2009
负责人:顾有林
学科分类:F0510
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
2

原子共振滤波海洋激光探测研究

批准号:49176277
批准年份:1991
负责人:刘智深
学科分类:D0608
资助金额:6.00
项目类别:面上项目
3

舰船尾流场激光偏振探测机理研究

批准号:51409252
批准年份:2014
负责人:梁善永
学科分类:E1102
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
4

强激光场原子分子动力学研究

批准号:11274050
批准年份:2012
负责人:陈京
学科分类:A2105
资助金额:74.00
项目类别:面上项目