阅读说明：本技术 一种利用仲氢诱导极化的高场原位极化装置及方法 (High-field in-situ polarization device and method utilizing para-hydrogen to induce polarization ) 是由 王伟宇 徐君 邓风 于 2020-05-18 设计创作，主要内容包括：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。(The invention discloses a high-field in-situ polarization device utilizing para-hydrogen induced polarization, wherein the gas outlet end of a reaction gas inlet channel is connected with one end of a third straight-through valve, the other end of the third straight-through valve is respectively connected with the gas outlet end of the para-hydrogen inlet channel, the fourth straight-through valve end and one end of a fifth straight-through valve, the other end of the fifth straight-through valve is connected with the inlet end of a third one-way valve, the outlet end of the third one-way valve is respectively connected with one end of an eighth straight-through valve and one end of a sixth straight-through valve, the other end of the eighth straight-through valve is connected with a reaction sampling pipe, the other end of the sixth straight-through valve is connected with a vacuum pump through a vacuum chamber, a seventh straight-through valve and a vacuum gauge in sequence, a third pressure gauge is arranged at one end of the eighth straight-through. The invention also discloses a high-field in-situ polarization method utilizing para-hydrogen induced polarization. The invention has simple structure, simple and convenient control and operation, and realizes efficient polarization generation and stable polarization nuclear magnetic spectrum signal acquisition.)

一种利用仲氢诱导极化的高场原位极化装置及方法

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。