[发明专利]一种利用仲氢诱导极化的高场原位极化方法

说明书

本发明公开了一种利用仲氢诱导极化的高场原位极化装置,反应气体进气通道的出气端与第三直通阀一端连接，第三直通阀另一端分别与仲氢进气通道的出气端、第四直通阀端和第五直通阀一端连接，第五直通阀另一端与第三单向阀的进端连接，第三单向阀的出端分别与第八直通阀一端和第六直通阀一端连接，第八直通阀另一端与反应采样管连接，第六直通阀另一端依次通过真空仓、第七直通阀、真空计与真空泵连接，第八直通阀与第三单向阀的出端连接的一端处设置有第三压力表，反应采样管放置于核磁共振磁体内。本发明还公开了一种利用仲氢诱导极化的高场原位极化方法。本发明结构简单，控制操作简便，实现高效的极化产生及稳定的极化核磁谱图信号采集。

技术领域

本发明涉及磁共振谱图技术领域，更具体涉及到一种利用仲氢诱导极化的高场原位极化装置，还涉及到一种利用仲氢诱导极化的高场原位极化方法。适用于以仲氢气体为极化源的高磁场环境下原位反应体系核磁共振极化技术，如气-固反应体系、气-液反应体系、气-液-固反应体系等。

背景技术

核磁共振技术(Nuclear Magnetic Resonance，NMR)能够对物质组分、分子结构以及相关动力学给出关键信息，是非常重要的研究方法与分析手段，目前在生物、化学、医学、物理等多个领域均有着广泛的应用。核磁信号强度与静磁场中核自旋能级布局数差成正比，而常规静磁场中核自旋能级布局数差比仅为 10^-5量级，因此核磁共振的本征灵敏度较低，这使得核磁信号采集非常困难，一定程度上制约了其更深入的应用。利用仲氢诱导极化技术(Para-hydrogen Induced Polarization),通过将核磁观测对象分子与仲氢分子相结合，使得其不同能级上粒子布局数差获得数量级的提高，即从原来的热平衡状态达到极化状态，信号能够有4-5个数量级的增强，从而大幅提高NMR信号的强度，解决灵敏度问题。

在仲氢诱导极化技术中，高场原位极化技术(Parahydrogen And SynthesisAllow Dramatically Enhanced Nuclear Alignment，PASADENA)是主要的获得极化增强的方法之一。它是以仲氢分子作为极化源，在高磁场条件下将仲氢分子与非对称的反应物进行加成反应，在保留氢原子间自旋耦合的情况下打破原本的对称性，同时触发核磁共振谱图原位采集而得到核磁信号的极化增强，过程中需保证磁场均一稳定，且核磁采样及时准确，因此需要高场原位极化装置。目前国内尚无相应装置设计以满足需要，国外已有的高场原位极化技术极化装置磁场稳定性较差，影响谱图质量，且核磁采样具有一定延后性，导致极化信号丢失，降低信号强度，同时仪器装置较为笨重，无法满足特定环境下的应用需求。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的上述问题，是在于提供了一种利用仲氢诱导极化的高场原位极化装置，能够实现高磁场原位条件下极化信号的产生；满足极化产生和核磁信号采集的连续性；保证极化信号采集过程中磁场稳定性；装置结构简单，控制操作简便，易于维护。

本发明的另一个目的是在于提供了一种利用仲氢诱导极化的高场原位极化方法，配合高场原位极化装置使用，能够实现多种反应体系下高场原位极化信号产生及采集。

为了实现上述的目的，本发明采用以下技术措施：

一种利用仲氢诱导极化的高场原位极化装置,包括真空泵、仲氢进气通道、反应气体进气通道和反应采样管，

反应气体进气通道的出气端与第三直通阀一端连接，第三直通阀另一端分别与仲氢进气通道的出气端、第四直通阀端和第五直通阀一端连接，第五直通阀另一端与第三单向阀的进端连接，第三单向阀的出端分别与第八直通阀一端和第六直通阀一端连接，第八直通阀另一端与反应采样管连接，第六直通阀另一端依次通过真空仓、第七直通阀、真空计与真空泵连接，第八直通阀与第三单向阀的出端连接的一端处设置有第三压力表，反应采样管放置于核磁共振磁体内。

如上所述的仲氢进气通道包括第一压力表、第一直通阀、第一单向阀、第一气体净化器和第一质量流量控制仪，