ИМИТАТОР СИГНАЛОВ СВОБОДНОЙ ПРЕЦЕССИИ ЯДЕРНОГО МАГНИТНОГО РЕЗОНАНСА И СПИНОВЫХ ЭХО ОТ МАСЛА В СЕМЕНАХ МАСЛИЧНЫХ КУЛЬТУР Российский патент 2002 года по МПК G01N24/08 

Изобретение относится к радиоспектроскопии, а именно к средствам градуировки и поверки количественных ЯМР-анализаторов масличности и влажности семян масличных культур, продуктов их переработки и других материалов, содержащих в своем составе растительные масла.

Имитатор масла используется при изготовлении образцовых мер для градуировки и поверки анализаторов, работа которых основана на использовании явления ядерной магнитной релаксации. Он должен иметь идентичные с маслом релаксационные характеристики протонов, но в отличие от масла эти характеристики должны быть стабильны во времени.

Известно применение в качестве имитатора масла триолеина (триглицерида олеиновой кислоты). Такой имитатор масла имеет недостаточную временную стабильность, так как триолеин, являясь органическим соединением, подвержен процессам полимеризации, гидролиза и окисления, что приводит к неконтролируемым изменениям химического состава имитатора масла. (А.с. 817558, СССР, опубл. в Б.И., 1981, 12).

Известно также применение в качестве вещества-имитатора масла раствора сернокислой меди в бидистиллированной воде. Сернокислая медь, обладающая парамагнитными свойствами, используется для уменьшения времени спин-спиновой релаксации протонов воды. Такой имитатор масла имеет большую по сравнению с триолеином временную стабильность. Однако он оказывает влияние на параметры датчика сигналов ЯМР, который представляет собой высокодобротный резонансный контур. (А.с. 898306, СССР, опубл. в Б.И., 1982, 2).

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является применение в качестве имитатора масла кремнийорганической жидкости с временем спин-спиновой релаксации протонов в диапазоне 90-130 мс (А.с. 1220450, СССР, G 01 N 24/08, прототип).

Кремнийорганические жидкости в полной мере обеспечивают временную стабильность имитатора масла, но недостаточно точно воспроизводят форму огибающей сигналов спинового эха протонов масла. В результате чего в процессе градуировки анализаторов с использованием образцовых мер возникала погрешность, для учета которой индивидуально для каждого прибора вводились дополнительные коэффициенты.

Настоящим изобретением решается задача уменьшения погрешности градуировки количественных ЯМР-анализаторов масличности и влажности семян масличных культур.

Цель изобретения - повышение точности воспроизведения формы огибающей сигналов спинового эха протонов масла.

Технический результат достигается тем, что известный имитатор сигналов свободной прецессии ядерного магнитного резонанса и спиновых эхо от масла в семенах масличных культур, включающий кремнийорганическую жидкость с временем спин-спиновой релаксации протонов в диапазоне 90-130 мс, согласно изобретению, дополнительно включает кремнийорганическую жидкость с более коротким временем спин-спиновой релаксации протонов при следующем их соотношении, мас.%:
Кремнийорганическая жидкость с временем спин-спиновой релаксации протонов в диапазоне 90-130 мс - 60 - 80
Кремнийорганическая жидкость с более коротким временем спин-спиновой релаксации протонов - 40 - 20
В частности, время спин-спиновой релаксации протонов дополнительной кремнийорганической жидкости равно 35-40 мс.

Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемый имитатор сигналов свободной прецессии ядерного магнитного резонанса и спиновых эхо от масла в семенах масличных культур отличается от известного наличием дополнительного компонента, отличающегося своей характеристикой от уже имеющегося в имитаторе и находящегося в определенном соотношении с имеющимся. Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию патентоспособности "НОВИЗНА". Анализ других известных технических решений в этой области техники не позволил выявить признак, отличающий заявляемое техническое решение от прототипа. Нашими исследованиями была выявлена возможность решения поставленной задачи путем дополнительного включения в имитатор масла кремнийорганической жидкости с более коротким временем спин-спиновой релаксации протонов при определенных соотношениях с известной. Следовательно, заявляемое техническое решение соответствует критерию патентоспособности "ИЗОБРЕТАТЕЛЬСКИЙ УРОВЕНЬ". Заявляемое техническое решение соответствует и критерию патентоспособности "ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ", т.к. оно может быть использовано в радиоспектроскопии, в частности при изготовлении средств градуировки и поверки количественных ЯМР-анализаторов масличности и влажности семян масличных культур.

Эксплуатация имитатора
Имитатор масла используется при изготовлении образцовых мер для градуировки и поверки ЯМР-анализаторов масличности и влажности семян масличных культур. Образцовые меры для градуировки и поверки анализаторов с использованием предлагаемого имитатора масла могут быть изготовлены следующим образом: оговоренные кремнийорганические жидкости, входящие в имитатор масла, каждую в отдельности, наносят на наполнители, в качестве которых используют бумажные ленты заданной длины и ширины, зависящие от размера ампулы образцовой меры. По окончании процесса распределения жидкостей по наполнителю бумажные ленты, пропитанные разными кремнийорганическими жидкостями, накладывают друг на друга, поместив между ними тонкую диэлектрическую пленку (например, фторопластовую), которая исключает непосредственный контакт лент между собой, затем ленты сворачивают в рулон с помощью специального приспособления и помещают в герметично закрывающуюся ампулу. Образцовая мера с имитатором масла готова. Каждая образцовая мера аттестуется индивидуально на специально предназначенной для этой цели образцовой установке, которая изготовлена на основе рабочих анализаторов, но имеет по сравнению с ними улучшенные метрологические характеристики.

Для градуировки и поверки ЯМР-анализаторов используют комплект образцовых мер с различными значениями масличности, полученными при определенных соотношениях кремнийорганических жидкостей в имитаторе масла.

Пример. Были проведены исследования с целью определения состава имитаторов масла семян основных масличных культур (подсолнечник, соя, горчица, рапс, лен), подобраны соотношения входящих в имитаторы масла кремнийорганических жидкостей. Для этого использовали серийно выпускаемые кремнийорганические жидкости с различной вязкостью, определяющей время спин-спиновой релаксации ее протонов (Т₂): ПМС-1500, ПМС-2000, ПМС-2500, "169-168". Их подбор осуществлялся в зависимости от величины времени спин-спиновой релаксации имитируемого масла.

Использование двух кремнийорганических жидкостей с временем спин-спиновой релаксации их протонов в диапазоне 90-130 мс и с более коротким временем релаксации, а именно 35-40 мс, при заявляемом их соотношении обеспечивает более высокую точность воспроизведения формы огибающей сигналов спинового эха протонов масла в семенах с любым жирно-кислотным составом.

В то время как при использовании только кремнийорганической жидкости с временем спин-спиновой релаксации протонов 90-130 мс (по прототипу) форма огибающей сигналов спинового эха протонов масла воспроизводится гораздо менее точно (см. чертеж).

В таблице приведены экспериментально полученные данные о составе имитаторов масла семян масличных культур и время спин-спиновой релаксации Т₂ протонов в каждом из них.

На чертеже в качестве примера изображены огибающие сигналов спинового эха протонов масла в семенах подсолнечника (кривая 1) и его имитаторов, изготовленных по прототипу только из кремнийорганической жидкости с временем спин-спиновой релаксации протонов 90-130 мс (кривая 2) и заявляемого, состоящего из кремнийорганической жидкости с временем Т₂ протонов 115 мс (70% от общего количества) и кремнийорганической жидкости с временем Т₂ протонов 40 мс (30% от общего количества) (кривая 3).

Включение в имитатор масла помимо кремнийорганической жидкости с Т₂= 90-130 мс еще и кремнийорганической жидкости с Т₂=35-40 мс повышает точность воспроизведения формы огибающей сигналов спинового эха от протонов масла и уменьшает погрешность градуировки количественных ЯМР-анализаторов масличности и влажности семян масличных культур, чем достигается поставленная цель и решается поставленная задача.

Изобретение относится к области ЯМР-спектроскопии. Имитатор включает две кремнийорганические жидкости, одна из которых имеет время спин-спиновой релаксации в диапазоне 90-130 мс, а вторая с более коротким временем - 35-40 мс при следующем их соотношении, мас.%: первая жидкость - 60-80, вторая - 40-20. Техническим результатом изобретения является повышение точности воспроизведения формы огибающей сигналов спинового эха от масла. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. Имитатор сигналов свободной прецессии ядерного магнитного резонанса и спиновых эхо от масла в семенах масличных культур, включающий кремнийорганическую жидкость с временем спин-спиновой релаксации протонов в диапазоне 90-130 мс, отличающийся тем, что он дополнительно включает кремнийорганическую жидкость с более коротким временем спин-спиновой релаксации протонов при следующем их соотношении, мас.%:
Кремнийорганическая жидкость с временем спин-спиновой релаксации протонов в диапазоне 90-130 мс - 60-80
Кремнийорганическая жидкость с более коротким временем спин-спиновой релаксации протонов - 40-20
2. Имитатор по п.1, отличающийся тем, что дополнительная кремнийорганическая жидкость имеет время спин-спиновой релаксации протонов в диапазоне 35-40 мс.