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便携式核磁共振

苏州纽迈分析仪器 2023-05-23 15:18:42 376  浏览
  • 一、什么是便携式核磁共振

     

     

    便携式核磁共振(NMR)是一种小型化和便携化的核磁共振技术,可以在进行现场或移动应用。它是将传统的大型NMR仪器进行尺寸缩小和优化,以便在更多场景下使用的创新技术。它的核心部分是一个低场强磁铁,通常在0.1T-1.5T之间。

     

    二、便携式核磁共振有哪些特点?

     

    1. 尺寸和重量:便携式核磁共振仪器相对较小、轻便,便于携带和操作。它们通常比传统的大型NMR仪器小得多,可以放在桌面上或移动到需要的地方进行实验。

    2. 磁场强度:由于限制了仪器的尺寸,便携式核磁共振的磁场强度通常较小。这可能会对一些应用的灵敏度和分辨率产生影响,但对于许多实际应用来说仍然足够。

    3. 电源和冷却:便携式核磁共振通常使用便携式电池供电,而不需要外部电源。此外,一些便携式核磁共振仪器采用了先进的冷却技术,如液氮或低温制冷系统,以实现冷却要求。

    4. 操作简便性:便携式核磁共振仪器通常具有用户友好的界面和简化的操作流程,使其更易于使用和操作。这使得非专业人士或初学者也能够进行基本的核磁共振实验。

     

    便携式核磁共振分析仪是近年来发展迅速的一种新型分析仪器,具有广阔的应用前景。

    首先,便携式NMR分析仪的小型化和智能化趋势使得它们可以更加方便地携带和操作。这使得便携式NMR分析仪成为了快速检测样品物理、化学等特性的工具,并且可以应用于现场或者实验室以外的场合,如野外勘探、生产线监测等。

    其次,便携式NMR分析仪在食品科学、医学诊断、化学、材料科学等领域都有广泛的应用。例如,它可以用于检测食品中的营养成分、药物的成分和纯度、油气田勘探等领域。同时,随着便携式NMR分析仪技术的不断改进,它还将有望扩展到更多的领域和应用上。

    便携式NMR分析仪的价格也不断降低,这为更多的用户提供了使用便携式NMR分析仪进行科学研究和实验的机会。

     

    综上所述,便携式核磁共振分析仪具有广阔的发展前景,将在不同领域中得到越来越广泛的应用。


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热门问答

便携式核磁共振

一、什么是便携式核磁共振

 

 

便携式核磁共振(NMR)是一种小型化和便携化的核磁共振技术,可以在进行现场或移动应用。它是将传统的大型NMR仪器进行尺寸缩小和优化,以便在更多场景下使用的创新技术。它的核心部分是一个低场强磁铁,通常在0.1T-1.5T之间。

 

二、便携式核磁共振有哪些特点?

 

1. 尺寸和重量:便携式核磁共振仪器相对较小、轻便,便于携带和操作。它们通常比传统的大型NMR仪器小得多,可以放在桌面上或移动到需要的地方进行实验。

2. 磁场强度:由于限制了仪器的尺寸,便携式核磁共振的磁场强度通常较小。这可能会对一些应用的灵敏度和分辨率产生影响,但对于许多实际应用来说仍然足够。

3. 电源和冷却:便携式核磁共振通常使用便携式电池供电,而不需要外部电源。此外,一些便携式核磁共振仪器采用了先进的冷却技术,如液氮或低温制冷系统,以实现冷却要求。

4. 操作简便性:便携式核磁共振仪器通常具有用户友好的界面和简化的操作流程,使其更易于使用和操作。这使得非专业人士或初学者也能够进行基本的核磁共振实验。

 

便携式核磁共振分析仪是近年来发展迅速的一种新型分析仪器,具有广阔的应用前景。

首先,便携式NMR分析仪的小型化和智能化趋势使得它们可以更加方便地携带和操作。这使得便携式NMR分析仪成为了快速检测样品物理、化学等特性的工具,并且可以应用于现场或者实验室以外的场合,如野外勘探、生产线监测等。

其次,便携式NMR分析仪在食品科学、医学诊断、化学、材料科学等领域都有广泛的应用。例如,它可以用于检测食品中的营养成分、药物的成分和纯度、油气田勘探等领域。同时,随着便携式NMR分析仪技术的不断改进,它还将有望扩展到更多的领域和应用上。

便携式NMR分析仪的价格也不断降低,这为更多的用户提供了使用便携式NMR分析仪进行科学研究和实验的机会。

 

综上所述,便携式核磁共振分析仪具有广阔的发展前景,将在不同领域中得到越来越广泛的应用。


2023-05-23 15:18:42 376 0
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小型核磁共振仪

小型核磁共振仪

什么是小型核磁共振仪?

小型核磁共振仪是一种用于样品分析的科学仪器。它是核磁共振技术的一种,与传统的大型核磁共振仪相比,小型核磁共振仪具有更小的体积、更低的成本以及更便捷的使用方式。

小型核磁共振仪广泛应用于医药、化学、材料科学等领域的研究和实验。它可以用于分析食品、农业、材料科学、石油能源等领域,是一种高效的无损检测技术。

相对于大型核磁共振仪,小型核磁共振仪具有更灵活、快速的特点,可以适用于更多的实验环境和场景。但是由于其大小和功率的限制,小型核磁共振仪的分辨率和灵敏度可能不及大型核磁共振仪。

小型核磁共振仪主要由以下几个组成部分构成:

磁体:用于产生外加的静态磁场,通常采用永磁体或电磁体。

射频系统:用于产生射频脉冲,并将信号传输到探头中。

探头:用于放置样品,并检测样品所发出的信号。小型核磁共振仪通常采用射频线圈和微小的探头。

电子学系统:用于对检测到的信号进行放大、数字化和处理,蕞终得到有关样品分子结构和化学成分的信息。

控制系统:用于控制仪器的操作和参数设置,以及数据采集和存储。

以上是小型核磁共振仪最基本的组成部分,实际上不同型号的小型核磁共振仪可能还包括其他辅助设备和功能模块,如自动进样系统、温控系统等,以满足不同的应用需求。

小型核磁共振仪相较于传统大型核磁共振仪具有以下特点和优势:

小型化:小型核磁共振仪体积小,重量轻,方便携带和使用,适用于实验室等多种场合。

低成本:小型核磁共振仪的制造成本较低,价格相对便宜,降低了科学家和研究机构的实验成本。

可靠性高:小型核磁共振仪由于体积小,结构简单,故不容易出现故障,同时维护也比较方便。

灵活性强:小型核磁共振仪可以灵活地进行样品处理和测量操作,适用于不同类型的样品和实验需求,提供了更多的实验选项和探索空间。

快速性能:与大型核磁共振仪相比,小型核磁共振仪具有更快的信号获取和数据处理速度,可以进行更高效的实验和研究。

能耗低:小型核磁共振仪功率较小,节约能源,对环境友好。

总之,小型核磁共振仪相对于大型核磁共振仪具有成本低、灵活性强等优越特点。

2023-04-13 00:24:55 454 0
核磁共振常见Q&A

硬件判断类


1. 核磁采样无信号,如何处理?


答:检查几个方面
1、射频开关;
2、磁体温度是否恒定在32℃;
3、探头线圈中是否放入oil样品或样品放置位置是否正确;
4、频率设置是否正确,不正确则恢复原始参数;
5、样品信号量太低,基本无信号;
6、模块供电异常;
7、射频系统故障(射频功放、前置放大、DDS板卡、射频线圈)。
Z后确认软件参数中SF01值是否为出厂时数值,
方法1:从采样数据中查询以往正常的SF及01值,输入到FID参数中。


2.磁体温控要求


答:NMR仪器测试前需保证温控显示温度在32℃±0.01℃,如果波动情况超过0.02℃,需检查室外温度是否低于30℃,如果还是偏差较大,请联系纽迈工程师。
温度自检方式示意图如下:

 


参数软件类


3.如何观察CPMG曲线是否采集好


答:观察采集完成的CPMG曲线,如图显示,回波完全衰减完,且无掉点,衰减曲线到整个采样ACQ时间的中间(500ms)衰减完全,以后(500~1000ms)都为平缓的噪声信号,并且衰减曲线平滑,呈指数下降。


 

4. 如何观察IR曲线是否采集好


答:观察采集完成的IR曲线,如图显示,回波完全衰减完,衰减曲线到整个采样ACQ时间的中间(2500ms)衰减完全,以后(2500~5000ms)都为平缓的噪声信号,并且衰减曲线平滑,呈指数上升。


 

5. T2谱重复采集不稳定的方法


答:T2谱不稳定主要受到两部分影响,一是样品温度与腔体温度进行热传递导致的弛豫变化,二是信噪比较低时,受到噪声影响较大。针对diyi个问题,我们可将样品放置在32℃水浴或者磁体腔体中恒温10min后测试。针对第二个问题,我们通过增加样品量、提高累加次数解决该问题。


知识及原理类


6. 简写参数的英文全称及意义


答:SEQ: sequence,序列
       SF: spectrometer frequency,谱仪频率;
       O1: offset 1,漂移频率;
       P1: pulse 1【pulse 90】,90度脉宽;
       TD: time data,时间点数据;
       DR: data radius,数据半径;
       PRG: pre-amp regulate gain,前置放大器增益
       SW: sampling bandwidth,采样带宽;
       RFD: regulate first data,射频延时;
       TW: time wait,重复采样等待时间;
       RG1: regulate analog gain 1,模拟增益;
       DRG1: regulate digital gain1,数字增益;
       NS: number sampling,重复采样次数;
       TE:echo time,回波时间;
       NECH: number of echoes,回波个数;
       Peaks parity:峰取点。


7. T1弛豫与T2弛豫有什么不同,为什么弛豫分析较多选择T2而不是T1


答:T1弛豫,又称自旋-晶格弛豫,是自旋系统与周围介质交换能量完成的;T2弛豫,又称自旋-自旋弛豫,是由自旋系统内部交换能量引起的。两者都可反映不同相态水分的分布,但是由于T1采集点数较少,只有20~40个点,对于多相态水分分辨能力较差,所反映的信息量无法与T2相对。同时T1测试较为耗时也是T2弛豫选择较多的原因之一。


8. 出现问题:二代软件提示“NO PSG/DDS/ADC”; 软件提示“Access violation at address 067A79 in module ‘NMR.dll’. Write of address 00000001”


答:可能原因:1.杀毒软件阻止驱动正常运行,可将杀毒软件关闭后测试是否正常;2.打开电脑中设备管理器查看驱动端口是否正常运行,如有异常可将全部板卡驱动卸载,重启,重新安装驱动;3.板卡接触不良,重新拔插板卡、主板,并用橡皮擦拭板卡。


9. 横向弛豫与纵向弛豫的差别


答:横向弛豫时间描述横向磁化矢量分量的恢复的快慢,反映两个自旋系统间的相互作用,称为自旋-自旋弛豫时间,纵向弛豫时间描述纵向磁化矢量分量的恢复快慢,反映自旋系统与外界晶格间的相互作用,称为自旋-晶格弛豫时间。在液体中横向弛豫时间近似于纵向弛豫时间,但是固体中横向弛豫时间要远小于纵向弛豫时间。


10. 信噪比概念


答:信噪比,即SNR(Signal to Noise Ratio),又称为讯噪比,反映NMR采样信号及噪声的比值,常规方法可用信号值比上标准差得到SNR。单位为Db,excel表格计算方法:
SNR=mean(10次采样信号)/stdev(10次采样信号);


(来源:苏州纽迈分析仪器股份有限公司)

2019-05-29 13:23:04 849 0
核磁共振部分名词解释


影响信号强度的因素:质子密度,T1值,T2值,化学位移,液体流动,水分子扩散等。我们可以调整参数,来确定何种因素对于组织信号强度及图像的对比起决定性作用。

常见参数:

1、射频脉冲:带宽(频率范围),幅度(强度),何时施加,持续时间;

2、梯度场:施加方向,场强,何时施加,持续时间;
3、信号采集时刻。
我们把射频脉冲、梯度场和信号采集时刻等相关各参数的设置及其在时序上的排列称为MRI的脉冲序列。
脉冲序列的基本构建:由5个部分构成:射频脉冲、层面选择梯度场、相位编码梯度场(在90度脉冲后,180度脉冲前施加)、频率编码梯度场(也叫读出梯度场,必须在回波产生的过程中施加)、MR信号。
TR:重复时间。MRI的信号很弱,为提高MR的信噪比,要求重复使用同一种脉冲序列,这个重复激发的间隔时间即称TR。两个激发脉冲的间隔时间即称TR。
TE:回波时间,即90°射频脉冲放射后到采集回波信号之间的时间。
采集时间(TA acquisition time):也叫扫描时间,单次激发EPI:几十毫秒;SE T2WI数十分钟。二维MRI的采集时间TA=TR*n*NEX (n为NEX=1时TR需要重复的次数)对于没有回波链的序列如SE或GRE,n就是相位编码的步级数,对于具有回波链的序列如FSE或EPI,n为相位编码的步级数除以ELT。
三维是容积采集,需要增加层面方向的相位编码,容积内需要分为几层则需要进行同样步级的相位编码,因此其采集时间TA=TR*n*NEX*S (S为容积范围的分层数)
层厚决定因素:层面选择梯度场强、射频脉冲的带宽。在二维图像中,层厚即被激发层面的厚度。越薄,空间分辨率越高,但信噪比降低。
层间距:CT:相邻的两个层面厚度ZX的间距,如层厚=1,层间距=1,则相当于没有间隔。但是MRI不同:层厚=1,层间距=0.5,则相当于两层之间0.5cm的组织没有图像。受梯度磁场线性、射频脉冲的频率特性的影响,实际上会有层间干扰,往往需要一定的层间距。
矩阵:也就是频率编码和相位编码方向上的像素数目,频率编码方向上像素的多少不直接影响图像采集时间;而相位编码方向的像素数目决定于相位编码的步级数,因而数目越大,需要时间越长。
加权像(weightimage.WI):为了评判被检测组织的各种参数,通过调节重复时间TR。回波时间TE,可以得到突出某种组织特征参数的图像,此图像称为加权像。 


   


(来源:苏州纽迈分析仪器股份有限公司 )   


2019-05-29 13:23:31 1058 0
核磁共振部分名词解释



影响信号强度的因素:质子密度,T1值,T2值,化学位移,液体流动,水分子扩散等。我们可以调整参数,来确定何种因素对于组织信号强度及图像的对比起决定性作用。

常见参数:


1、射频脉冲:带宽(频率范围),幅度(强度),何时施加,持续时间;
2、梯度场:施加方向,场强,何时施加,持续时间;
3、信号采集时刻。
我们把射频脉冲、梯度场和信号采集时刻等相关各参数的设置及其在时序上的排列称为MRI的脉冲序列。
脉冲序列的基本构建:由5个部分构成:射频脉冲、层面选择梯度场、相位编码梯度场(在90度脉冲后,180度脉冲前施加)、频率编码梯度场(也叫读出梯度场,必须在回波产生的过程中施加)、MR信号。
TR:重复时间。MRI的信号很弱,为提高MR的信噪比,要求重复使用同一种脉冲序列,这个重复激发的间隔时间即称TR。两个激发脉冲的间隔时间即称TR。
TE:回波时间,即90°射频脉冲放射后到采集回波信号之间的时间。
采集时间(TA acquisition time):也叫扫描时间,单次激发EPI:几十毫秒;SE T2WI数十分钟。二维MRI的采集时间TA=TR*n*NEX (n为NEX=1时TR需要重复的次数)对于没有回波链的序列如SE或GRE,n就是相位编码的步级数,对于具有回波链的序列如FSE或EPI,n为相位编码的步级数除以ELT。
三维是容积采集,需要增加层面方向的相位编码,容积内需要分为几层则需要进行同样步级的相位编码,因此其采集时间TA=TR*n*NEX*S (S为容积范围的分层数)
层厚决定因素:层面选择梯度场强、射频脉冲的带宽。在二维图像中,层厚即被激发层面的厚度。越薄,空间分辨率越高,但信噪比降低。
层间距:CT:相邻的两个层面厚度ZX的间距,如层厚=1,层间距=1,则相当于没有间隔。但是MRI不同:层厚=1,层间距=0.5,则相当于两层之间0.5cm的组织没有图像。受梯度磁场线性、射频脉冲的频率特性的影响,实际上会有层间干扰,往往需要一定的层间距。
矩阵:也就是频率编码和相位编码方向上的像素数目,频率编码方向上像素的多少不直接影响图像采集时间;而相位编码方向的像素数目决定于相位编码的步级数,因而数目越大,需要时间越长。
加权像(weightimage.WI):为了评判被检测组织的各种参数,通过调节重复时间TR。回波时间TE,可以得到突出某种组织特征参数的图像,此图像称为加权像。 


2019-05-29 13:26:14 959 0
低频核磁共振原理
低频核磁共振原理

物质由原子构成,质子是原子核内的主要微粒,核磁信号就是来源于质子。以氢质子为例,由于其带有正电荷,且自身高速旋转,可以看作一个环形电流,由电磁理论可知,电生磁,质子产生一个磁矩,可以将其看作一个小磁针。样品内部无数的小磁针按自身的方向杂乱排列,相互抵消,总磁矩为零。

当样品置于一个静磁场中时,原有的平衡被打破了。根据量子力学原理,核磁矩在外磁场中的空间取向是量子化的,只能取确定的方向,氢核可取两个方向,这两个方向的位能不同,一高一低。氢核从原有的平衡状态到裂分为两个取向,成为塞曼能级分裂。形象的说,好比小磁针放到静磁场后,分为了两个阵营:顺从派和抵抗派。顺从派能量较小,能级较低,和静磁场方向相同,抵抗派能量较大,能级较高,和静磁场方向相反,且两派的力量不均等,顺从派稍多于抵抗派,每10万个核,两派数量差一个。就是这多出的一个磁矩,积少成多,形成了一个与主磁场同方向的磁化矢量,是核磁共振信号的来源。

磁化矢量沿主磁场方向旋转,如果施加一个适宜的射频场,该磁化矢量就会发生倾斜,从而形成核磁共振信号。适宜的射频场是指频率与磁化矢量拉莫尔进动频率一致。如前面讲的比喻,磁化矢量好比一个垂直于地面的沙袋,射频场发射的脉冲好比拳头,只有拳头力量匹配沙袋的重量,沙袋才会倾斜,从而在地面形成一个投影。这个投影就是仪器检测到的核磁信号。沙袋倾斜后会逐渐回复到平衡状态,投影会越来越小,直至消失,检测到的核磁信号也是一个衰减的信号。

2022-12-02 23:27:27 268 0

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