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Der minispec ProFiler

Der minispec ProFiler ist ein tragbares NMR-Instrument zur Messung der NMR-Relaxation im oberflächennahen Volumen von unbegrenzt großen Proben.

Messungen an solchen NMR-Systemen laufen auch unter der Bezeichnung Single-Sided NMR oder unilaterale/einseitige NMR.

 

mq-ProFiler: ein Single-Sided NMR-Tischspektrometer

Der mq-ProFiler ist ein kompaktes NMR-Relaxometer, ausgerüstet mit einem einseitigen Magnet und entsprechend angepassten RF-Resonatoren, für 1H-NMR-Experimente innerhalb der ersten Millimeter unter der Probenoberfläche von beliebig geformten Objekten. Das System basiert auf Brukers Konsole der bewährten minispec mq-Serie, einer Breitband-Elektronik, welche mit jeglicher Art von minispec-Probenköpfen operiert. Die Magneteinheit des mq-ProFilers besteht aus 2 rechteckigen Magneten, welche in einer antiparallelen Anordnung an einem Eisenjoch fixiert sind und ein statisches Oberflächenfeld generieren. Die Einzigartigkeit des minispec mq-ProFilers im Vergleich zu anderen Single-Sided NMR-Systemen liegt im Wesentlichen im speziellen RF-Resonatoren-Design.

 

Anwendungen

In Hinsicht auf die zuvor diskutierten speziellen Eigenschaften des mq-ProFilers ist dieser insbesondere auch für die industrielle Qualitätskontrolle geeignet.

Zum Beispiel liefern Relaxationszeit-messungen an Polymeren oder Elastomeren Informationen über die Eigenschaften dieser Produkte im Allgemeinen. Aufgrund der magnetischen Dipol - Dipol Wechselwirkung ist die zeitliche Entwicklung der 1H-Magnetisierung stark an die interne molekulare Dynamik des Polymermaterials gekoppelt. Folglich liefern die 1H-Relaxationsraten quantitative Informationen bezüglich der Vernetzungsdichten und somit über die Formsteifigkeiten der untersuchten Proben.

Aber nicht nur die Kernrelaxationsraten können zur Untersuchung der physikalischen Eigenschaften genutzt werden. Erst der inhärente, statische B0-Feldgradient des unilateralen NMR-Systems ermöglicht diffusionsgewichtete NMR-Sequenzen. Kürzlich haben Casieri et al. eine Methode zur Bestimmung von Selbstdiffusionskoeffizienten (ohne vorherige Kenntnis von T2) beschrieben, welche auf einem mq-ProFiler-Prototyp entwickelt wurde. Weiter konnten Maddinelli und Peron den erfolgreichen Einsatz des mq-ProFilers zur Unterscheidung von Wasser- und Ölfraktionen in gesättigten Sandstein-Bohrkernen zeigen.

Der Bedarf an Qualitätskontrolle in der Lebensmittelindustrie hat zu einer ganzen Reihe von Untersuchungen mit dem mq-ProFiler geführt. Bei den meisten Anwendungen stehen die Unterscheidung/Quantifizierung von Fett und Wasser im Vordergrund. Die klassische CPMG Spin-Echo-Pulssequenz wird oft bei Lebensmittelemulsionen und Fisch angewendet. Bei Bruker wurden spezielle Sequenzen entwickelt, die sowohl die Relaxation als auch die Diffusion ausnutzen, um Wasser und Fett mit verbesserter Genauigkeit zu bestimmen. Somit konnten die Gesamtdauer der Probenpräparation und der unilateralen NMR-Messung sowie auch die Genauigkeit der Ergebnisse auf ein Maß gebracht werden, welches vergleichbar mit den Möglichkeiten bei den konventionellen Niedrigfeld-NMR-Systemen ist. Viele weitere Anwendungen im Bereich der unilateralen NMR werden gegenwärtig in diversen Forschungsbereichen entwickelt.

Verwandte Links: 

EUREKA

Das Eureka E!2214-Projekt: nicht-invasive NMR und kulturelle Tradition