固体检测台式高分辨低场小核磁

磁核共振 (Magnetic Resonance) 提供了一系列台式核磁共振 (NMR) 仪器。我们的产品组合包括：用于有机物结构鉴定及反应监控的X-Pulse台式高分辨率核磁共振波谱仪；用于含氢/氟/锂物质含量及物理参数测量的MQC+ 系列核磁分析仪，以及用于石油勘探及碳封存领域样品检测的GeoSpec岩芯分析仪等。1X-Pulse 核磁共振波谱仪仪器特点 宽带多核探头：实现 1H, 19F, 13C , 31P, 7Li, 11B, 23Na, 29Si 等原子核自由选择组合；超强的磁场稳定性：采用分体式设计、高质量稀土永磁体和多项专利控温技术，确保测试结果准确性及稳定性； 高级脉冲序列：仪器标配脉冲场梯度、整形脉冲和脉冲序列编辑，提高测试效率，满足客户高功能实验需求 全面的配件模块：仪器可配备流动化学、自动进样器、变温探头( 0~65℃ )和宽带升级，满足不同阶段核磁分析需求 。主要应用 有机化学中间体及产物结构确证；化学合成反应实时在线核磁监控；药物化学中间体及产物结构解析；电池电解液配方研究；聚合物结构确证。2MQC+ 核磁共振分析仪仪器特点 精确度高，重复性好：核磁技术采用整体性测量，非光学表现测试； 检测效率高：仪器测试仅需几分钟，可快速批量处理样品，测试结果可快速反馈； 使用方便：样品仅需极少的前处理，无需有毒有害试剂，简单培训即可操作； 样品无损伤：仪器为非破坏性测试，样品可留样或进行其他测试。 主要应用食品：快餐食品含油量，巧克力总脂肪含量，食物中的脂肪和固体脂肪含量 ( SFC )；聚合物：聚丙烯中的二甲苯可溶物，PVC 中的增塑剂，聚合物的密度和结晶度，橡胶中的油和氟含量； 农业：油籽及其残留物中的油和水分含量，干橄榄酱中的油含量，干棕榈中果皮里的油含量； 石油：燃油中的氢含量，蜡中的油含量，石化产品中的蜡含量；消费品：织物洗剂和牙膏中的氟含量。3GeoSpec 磁共振岩心分析仪仪器特点 市场占有率高：应用于全球几乎每个大型石油生产商的岩心分析实验室；行业标准适用性：2MHz仪器是常规岩石样品弛豫分布测量的行业标准； Q-Sense技术：仪器回波时间短，信噪比和灵敏度更高，可以测试更小孔隙；全面的产品线：用户可根据需求选择所需的磁场强度、样品大小及脉冲梯度场。主要应用孔隙几何形状；孔隙度及大小分布 ；自由流体指数（FFI） ；渗透率；浸润性；毛细管压力。

p style="text-indent: 2em "span style="text-indent: 2em "2020年5月20日，2019年度科学仪器“优秀新品奖”首次云端揭晓。共有22台新品仪器获此殊荣。科技部高技术研究发展中心研究员刘进长为盛典致开幕辞。国家生物医学分析中心医学工程室主任赵晓光公布了化学分析仪器类获奖榜单，其中，牛津仪器宽带多核台式核磁共振谱仪X-Pulse在列。/span/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 193px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/b908625e-89e6-4928-8c64-3e9c07f6e6cb.jpg" title="" alt="" width="600" height="193" border="0" vspace="0"//pp style="text-indent: 2em "奖项揭晓后，仪器信息网第一时间采访了牛津仪器NMR中国区大区经理储岳森、牛津仪器NMR应用专家文祎，请两位分享了本次获奖X-Pulse的研发背景，牛津仪器为何选择切入台式核磁市场，以及相比高场核磁共振产品技术，台式核磁共振产品技术的市场优势、技术发展趋势与市场前景。/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 300px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/b1b2a463-c3b8-4902-899c-dc85cb6f7e2f.jpg" title="" alt="" width="450" height="300" border="0" vspace="0"//pp style="text-indent: 0em text-align: center "a href="https://www.instrument.com.cn/netshow/C368934.htm" target="_blank" style="color: rgb(0, 176, 240) text-decoration: underline "span style="color: rgb(0, 176, 240) "宽带多核台式核磁共振谱仪X-Pulse/span/a/pp style="text-indent: 2em "span style="color: rgb(0, 112, 192) "“科学仪器优秀新品”评审委员会创新点评/span：与以往产品相比有显著改进，进步表现在：用户可根据需要轻松调整核（从29Si-31P)，适用于摄氏20度-60度之间的变温流动化学研究，以了解反应历程和反应动力学。总之，它既能为科研机构探索发现官能团、分子链和分子中原子核的化学环境等独特的结构信息提供支持，也可以满足高校老师现场教学的需求。/pp style="text-indent: 2em "strongspan style="background-color: rgb(112, 48, 160) color: rgb(255, 255, 255) "牛津仪器核磁共振业务近50年传承/span/strong/pp style="text-indent: 2em "早在20世纪七十年代，牛津仪器就已经是台式磁共振（NMR）开发的先驱，并在全球安装了上千台第一代连续波（CW）技术的磁共振仪器，许多这些早期的仪器至今仍然在用于巧克力的脂肪测量、油籽中含油检测以及航空燃料中的含氢检测等。/pp style="text-indent: 2em "随着脉冲核磁共振技术替代连续波磁共振技术上的进步，牛津仪器相应推出QP20、QP20+和MQA系列仪器始终走在行业发展的前列；随后结合实验室仪器不同用户需求，推出更高共振频率23MHz永磁体的MQC和多种不同规格的样品探头，新一代MQC+样品仓尺寸高达直径26mm；2013年，在英国推出台式磁共振波谱仪PulsarTM，将高端智能化核磁共振波谱技术带进常规实验室中。/pp style="text-indent: 2em "秉承近50年在台式磁共振行业的经验，本次获奖的X-Pulse则是在PulsarTM的基础上实现全面升级，真正在一台仪器上实现多核检测功能，同时具有流动在线、变温、常规数据库及毒品数据库等多种选择满足不同的用户需求。/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 160px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/40383fee-c5d5-47cf-bed8-84346359388d.jpg" title="牛津仪器核磁产品系列.png" alt="牛津仪器核磁产品系列.png" width="600" height="160" border="0" vspace="0"//pp style="text-indent: 2em "截至目前，牛津仪器核磁共振业务产品组合包括：X-Pulse台式宽带核磁共振系统，食品、农业、聚合物和化工领域广泛使用的QC测量用MQC+系列台式分析仪，以及用于石油勘探领域样品检测的GeoSpec岩芯分析仪。/pp style="text-indent: 2em "span style="background-color: rgb(112, 48, 160) color: rgb(255, 255, 255) "strong牛津仪器为何切入台式核磁共振？/strong/span/pp style="text-indent: 2em "牛津仪器之所以选择切入台式核磁市场，主要有两方面原因：/pp style="text-indent: 2em "一方面，从用户采购、安装和使用成本来讲，高场核磁成本更高，也需要专门的安装场地及低温的维护等。而台式核磁也有许多应用领域，这些领域不需要很高的分辨率，更适合于成本更低的永磁型这种不需要低温超导技术的台式核磁。这些领域主要为工业质量控制等，而本次获奖产品X-Pulse则可以同时兼顾一些科研及教学领域。/pp style="text-indent: 2em "另一方面，台式核磁虽然不能替代高场超导核磁，但却是高场超导核磁一个很好的补充。比如，做一些流动在线检测，在高场超导核磁上是非常困难的，而台式核磁因为体积小巧，可以放在桌面上，实时在线监测化学反应。另外，高场核磁由于设备昂贵，高校院所等平台测试需要预约排队，而对于分辨率要求没那么高的实验及课题组，则可以方便的采购台式核磁，放在自己的反应器旁边，现场就可以完成对绝大多数化合物分子的快速检测。台式核磁可以作为高场超导核磁的一个补充，两者并不冲突。/pp style="text-indent: 2em "strongspan style="background-color: rgb(112, 48, 160) color: rgb(255, 255, 255) "X-Pulse研发背景：弥补高场核磁昂贵背景下广泛需求/span/strong/pp style="text-indent: 2em "台式核磁并不是一个很新的技术，该技术始于60余年前，实际上第一台商业核磁共振波谱仪就是采用永磁体，不过该技术后来被逐渐淘汰。主要是因为超导磁体技术的出现，可以提供更高的磁场强度，获得更高的分辨率。/pp style="text-indent: 2em "此后，核磁共振这项技术便一直朝着更高的磁场、更高的共振频率发展。就如同牛津仪器另一个低温超导业务部门，他们追求与技术竞争方向都是一直希望有一个更高的磁场强度，从而获得更高的共振频率。/pp style="text-indent: 2em "从上个世纪50年代，有了第一台的商业化的磁共振产品以后，相关技术就一直是朝着超导这个方向发展，这也就导致在有机四大谱分析仪器中，核磁共振仪的普及率是最低的。因为磁场强度越高，设备的成本随之增高，然后越少用户能够用得起。/pp style="text-indent: 2em "在此背景下，2008年，牛津仪器在高校院所用户中进行了系列调研，发现一直以来，核磁共振技术并没有被普及到本科生层面，甚至研究生也很少能够接触到核磁共振或直接的操作机会，可能整个学校只能配置一到两台高档的核磁共振仪。这种情况下，广大用户就急需一类成本没那么高、学生和广大的科研工作者都可以有机会接触的核磁共振波谱技术和产品。于是，牛津仪器便想到开发这种没有低温超导的、永磁型的台式核磁共振仪。/pp style="text-indent: 2em "span style="background-color: rgb(112, 48, 160) color: rgb(255, 255, 255) "strongX-Pulse产品创新点解读/strong/span/pp style="text-indent: 2em "X-Pulse在前一代产品PulsarTM的基础上，增加了许多创新功能，也解锁了一些高场核磁共振的功能，如梯度、形状脉冲等，从而可以做一些比较复杂的实验，比如压制水峰和溶剂峰，选择性激发，以及多线编辑的反相实验等。归结而言，X-Pulse的创新点主要包括四方面：多核、变温流动化学、高分辨率、高稳定性。/pp style="text-indent: 2em "strong宽带多核/strong——X-Pulse是一款带有宽带功能的台式核磁共振仪，即一台仪器就可以做不同原子核的各种核磁共振实验。这一特性大大拓展了台式核磁的应用领域。比如在浸润剂领域，，一些用户研究偶联剂时，需要同时观测H、C、Si谱，以往仪器上，只能做到H和C ，用户需要在一些高场核磁平台上做Si的测试。而X-Pulse则可以检测从Si到P的所有原子核，这对于偶联剂性能的评估、配方成分开发等都十分便利。/pscript src="https://p.bokecc.com/player?vid=BDA5850AE3630AE09C33DC5901307461&siteid=D9180EE599D5BD46&autoStart=false&width=600&height=350&playerid=621F7722C6B7BD4E&playertype=1" type="text/javascript"/scriptp style="text-indent: 2em "再如，在锂电池行业，液态电解质通常包含锂盐以及有机溶剂。X-Pulse可以同时检测Li、P、F、B等，可用于电解质的配方分析和质量控制。利用X-Pulse，用户可以测定Li离子的扩散系数，识别并定量降解产物，分析电解质的浓度和纯度等，在一台仪器上即可实现对所有成分的表征。/pp style="text-indent: 2em "strong变温流动化学/strong——独特的流动池和变温探头，可在20° C到60° C之间连续监测动态化学反应，帮助用户详细了解反应过程和动力学。尤其是在有机合成方面，可以帮助用户优化温度、浓度等条件参数，以达到更短时间获得更高的反应转化率。/pscript src="https://p.bokecc.com/player?vid=9890E8C5BEF3D0269C33DC5901307461&siteid=D9180EE599D5BD46&autoStart=false&width=600&height=350&playerid=621F7722C6B7BD4E&playertype=1" type="text/javascript"/scriptp style="text-indent: 2em "以往的仪器需要多次取样，多次检测，而X-Pulse只需要一个流动池，让这个反应在进行过程中不断的进入到我们这个仪器里面，实时检测，提高效率。/pp style="text-indent: 2em "strong高分辨率/strong——前一代产品分辨率是半峰宽0.5Hz，底部线形是20Hz。这款新品的分辨率有了显著提升，半峰宽小于0.35Hz，底部线形小于10 Hz。那么它意义在哪里？比如说一些化合物的分子量大一些、复杂一些，那么它的谱峰重叠的可能性就会比较大，这对表征结构会带来困难。当分辨率提升以后，谱峰更窄，裂分更清楚，将更有利于识别这些谱图。/pp style="text-indent: 2em "strong高稳定性/strong——X-Pulse采用了经典的磁体设计，具有高热容量的磁体，无论是检测静态还是流动的样品，对温度变化都不敏感，从而消除了样品温度假峰。/pp style="text-indent: 2em " 想要获得高质量的核磁谱图，对磁场稳定性要求是比较高的。如果磁场保持均一稳定的状态，谱峰信号会很尖锐，裂分峰型也会很漂亮。如果仪器稳定性不好，磁场漂移厉害，那么可能本来能看到的分裂峰，最后变成一个包，这样也会给用户带来一些误导信息。/pp style="text-indent: 2em "strongspan style="background-color: rgb(112, 48, 160) color: rgb(255, 255, 255) "台式核磁技术的一个发展趋势：追赶高场核磁的分辨率和灵敏度/span/strong/pp style="text-indent: 2em "与高场核磁一样，台式核磁技术的发展方向也是发展更高的磁场强度，以达到更高的分辨率和灵敏度。/pp style="text-indent: 2em "目前台式核磁共振而言，X-Pulse磁场强度是1.4Tesla，对应的氢共振频率是60M，即便与一般所讲高场核磁最低的200M相比，无论是分辨率还是灵敏度，都还有一定的差距，从这个角度讲，台式核磁的一个永远的发展方向就是追赶高场核磁的分辨率和灵敏度。/pp style="text-indent: 2em "磁场强度方面，台式核磁共振不能像高场核磁共振那样，通过低温超导磁体来不断提高磁场强度。而台式核磁对应永磁体提高磁场强度是有极限的，因为随着磁场强度提高会导致永磁体越来越重，而且到了一定程度也存在极限。/pp style="text-indent: 2em "分辨率方面，比如PulsarTM刚发布时分辨率是1.5Hz，随后提高到1.3Hz，后来又提高到1.0 Hz、0.7 Hz，然后是0.5 Hz，目前这款获奖新品X-Pulse的分辨率是0.35 Hz。虽然磁场强度一样，牛津仪器一直在通过其他技术手段来实现台式核磁的分辨率的不断提高。/pp style="text-indent: 2em "灵敏度方面，牛津仪器主要是在通过探头上下功夫，通过改进的探头技术和一些电子设计，能够把灵敏度不断提高。牛津仪器最早期产品，灵敏度只有大概20:1，后来提高到40:1，然后是100:1，目前可以做到120:1，单氢探头超过180:1。/pp style="text-indent: 2em "总之，在磁场方面牛津仪器将尽可能提高台式核磁共振的磁场强度，当然最终的目的还是提高分辨率和灵敏度，牛津仪器也将在今后不断实施开发和改进的计划。/p

【科学人说科学】固体核磁共振：第N感&ldquo 看&rdquo 世界　　主讲人：孔学谦 浙大化学系研究员 国家青年千人计划入选者　　让我们把日历调到2050年，展望一下未来人的生活：如果一个人感到身体不适，他只需掏出一个手机大小的仪器对自己快速扫描一番，人体器官影像、血液生化指标、新陈代谢状况等全面的医学信息便一目了然，然后通过网络传输给医生做出诊断。医生呢，也可以随时利用这个仪器监测药物的作用部位和治疗效果。一个小小的仪器协助人们实现了精准医疗、远程医疗的理想。当然，这只是我的一个科学&ldquo 狂&rdquo 想，但最有可能将此仪器变为现实的就是核磁共振技术(Nuclear Magnetic Res-onance，NMR)。　　核磁共振怎么&ldquo 看&rdquo ?　　提到核磁共振，你或许马上想到医院里巨大的圆筒形的核磁共振成像仪(MRI)。的确，核磁共振从最初作为一个物理现象被认知，到医用的核磁共振成像仪协助人类进行医疗诊断，已大大造福人类，当然我们还期待它有更广泛的应用。这一领域经过70多年的发展，已经诞生了5次诺贝尔奖，7位诺奖获得者。它究竟有多神奇呢?　　&ldquo 核磁共振&rdquo 中的&ldquo 核&rdquo 是指原子核，&ldquo 磁&rdquo 是指磁场。理解核磁共振的原理需要相当的量子力学基础，但不妨碍我们对它有个感性的认识：原子核就像小磁铁一样具有磁性，在外界磁场中，原子核会像陀螺一样旋转。而原子核的旋转可以吸收和释放特定频率的电磁波，它与调频广播FM的频率相当，我们把这个现象称为核磁共振。核磁共振不但能用来分辨物质的空间分布例如可以形成人体器官组织的影像，也可以帮你精确鉴定化学成分&mdash &mdash &mdash 每种化学或生物物质都有其特征的核磁共振谱线，例如分析药物的化学组成配方。　　与人类发明的光学、X射线、电子成像等诸多技术相比，核磁共振的优势很明显，第一，核磁共振技术只用到低能量的电磁场，不损伤被测物体，人畜无害 所以核磁共振成像在医学上是肿瘤诊断、脑科学研究的重要手段 第二，具有极高的化学分辨率。核磁共振技术在生物和化学领域被用来鉴定化学分子结构和研究蛋白质结构和功能。核磁共振技术就像给人附上了第N感，让人透过表象&ldquo 看&rdquo 到各种微观和内部的世界。　　把材料&ldquo 看&rdquo 个究竟　　在各种不同的研究对象中，我最想&ldquo 看&rdquo 到的是固体材料中内部结构和化学反应机理，从而为新型功能材料，新能源材料的研发提供指导。在加州大学伯克利分校从事博士后研究期间，我加入了美国能源部资助的重点研究团队，团队正在为解决发电厂的碳排放问题，开发新型材料用来捕捉收集燃烧排放的二氧化碳。课题组的负责人OmarYaghi教授，是一位材料课题组金属有机框架材料(MOF)领域的创始人，他发明了一种全新的非常有前途的MOF材料，它布满纳米级别的微小孔道，可以像海绵一样选择性、高容量地吸附二氧化碳气体。那么问题来了，这种高性能的吸附机理是怎样的?Yaghi教授很想知道，这种材料内部的化学官能团，是聚集在一起呢，还是分散的排列?　　要解决这个关键问题，我们必须&ldquo 钻&rdquo 到材料内部去&ldquo 看&rdquo 个究竟。这就好像要区分口袋里不同颜色的玻璃球&mdash &mdash &mdash 如果我把MOF材料三维结构比作玻璃球，而官能团则是它们的颜色。常见的X光衍射，电子显微镜等手段，可&ldquo 摸&rdquo 出球的大小、位置，但无法区别球的颜色。我设计了一种特别的核磁共振方法，不但可以&ldquo 看&rdquo 到球的颜色，而且可以看到色彩的图案。最终我的方法解开了有序晶体结构中不同化学官能团的排布谜题，深入阐释了材料纳米结构对二氧化碳吸附功能的影响。相关成果陆续在《科学》，《自然》等杂志上发表，这让更多人认可了核磁共振对材料结构认知的突破性贡献。　　期待&ldquo 看&rdquo 到更多　　2014年9月，我辞去美国硅谷的工作，正式入职浙江大学化学系，组建全新的具有世界水平的固体核磁共振实验室。我们实验室的根本目标是提升核磁共振技术应用的深度和广度。一方面，我希望核磁共振能使材料学科研究水平由单纯的结构表征提升到对整个工作体系的全面认知。这其中的关键有赖于原位表征技术的突破&mdash &mdash &mdash 即在反应进行过程中对物质进行直接研究，从而得到全面、准确、实时的信息。我们实验室正在着手构建这样的原位核磁共振系统，将具备流动态，变温，光照等多种特殊功能。另一方面，我希望核磁共振成为学术界、工业界乃至日常生活中可以大规模应用的技术。我们正在致力于推进核磁共振技术的小型化、便携化，让小型核磁系统能够媲美巨大且昂贵的超导核磁共振仪，在科学研究中发挥更大的作用。　　核磁共振是一个持续快速发展的学科，新的技术不断出现。超导磁场的强度正在不断突破极限 新型的脉冲序列不断推出，将核磁共振的功能不断拓展 新型的超极化方法正在研制之中，可将核磁共振灵敏度提升成千上万倍 在医学上，新的核磁造影剂可以标记病变细胞组织，提升成像精度 在物理学上，核磁共振被用作量子计算的载体 传统的能源行业也在应用核磁技术勘探石油天然气&hellip &hellip 毋庸置疑，核磁共振必将在未来的科学研究和人民生活中扮演越来越重要的角色，我希望我的实验室能在核磁共振技术的进化过程中发挥推动作用，并期待有一天开文所描绘的情景变为现实。